JPWO2017195486A1 - Composite transistor - Google Patents

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Abstract

第1活性領域11、第2活性領域12及び制御電極60が重なった複合型トランジスタは、第1電極61、第2電極62及び第3電極63を備えており;第1活性領域11から延在する第1A延在部111及び第1B延在部121、第2活性領域12から延在する第2A延在部131及び第2B延在部141を更に備えており;第1電極61は第1A延在部111に接続され、第2電極62は第2A延在部131に接続され、第3電極63は第1B延在部121及び第2B延在部141に接続され;制御電極60、第1活性領域11、第1A延在部111及び第1B延在部121から第1のトランジスタTR1が構成され;制御電極60、第2活性領域12、第2A延在部131及び第2B延在部141から第2のトランジスタTR2が構成される。The composite transistor in which the first active region 11, the second active region 12 and the control electrode 60 overlap each other includes a first electrode 61, a second electrode 62 and a third electrode 63; extending from the first active region 11. The first A extending portion 111 and the first B extending portion 121, the second A extending portion 131 and the second B extending portion 141 extending from the second active region 12 are further provided; Connected to the extension 111, the second electrode 62 is connected to the second A extension 131, and the third electrode 63 is connected to the first B extension 121 and the second B extension 141; the control electrode 60, the first The first active region 11, the first A extending portion 111, and the first B extending portion 121 constitute the first transistor TR1; the control electrode 60, the second active region 12, the second A extending portion 131, and the second B extending portion. 141 to the second transistor TR2 That.

Description

本開示は、複合型トランジスタ、具体的には、相補型トランジスタに関する。   The present disclosure relates to composite transistors, and specifically to complementary transistors.

従来の電界効果トランジスタから構成されたインバータ回路やNAND回路等を構成するCMOS回路においては、pチャネル型電界効果トランジスタとnチャネル型電界効果トランジスタとを並置してレイアウトする。そして、このようなレイアウトを縮小スケーリングすることによって、ゲートの高密度化及び低消費電力化が進められてきた。しかしながら、加工難易度が上がり、製造コストが著しく増加してきたため、スケーリングそのものが難しくなってきている。   In a CMOS circuit that constitutes an inverter circuit, a NAND circuit, or the like that includes conventional field effect transistors, a p-channel field effect transistor and an n-channel field effect transistor are laid out in parallel. Then, by reducing and scaling such a layout, higher density of gates and lower power consumption have been promoted. However, since the processing difficulty level has increased and the manufacturing cost has increased remarkably, scaling itself has become difficult.

低消費電力デバイスとして次世代デバイスの候補の1つにトンネル電界効果トランジスタ(TFET)が挙げられる。ここで、TFETの開発においては、遷移金属ダイカルコゲナイド(TMDC:Transition Metal DiChalcogenides)といった2次元材料(2D材料)が着目を集めている。そして、このようなTFETが、例えば、特開2015−090984号公報から周知である。この特許公開公報に開示された半導体素子は、
第1金属カルコゲナイド系物質を含む第1二次元物質と、第1二次元物質の側面に結合しており、第2金属カルコゲナイド系物質を含む第2二次元物質とを具備し、第1二次元物質と第2二次元物質は化学結合している二次元物質要素を含む半導体層、及び、
半導体層の少なくとも一面に位置する少なくとも1層の非半導体層を含む。
One of the candidates for the next generation device as a low power consumption device is a tunnel field effect transistor (TFET). Here, in the development of TFETs, attention has been focused on two-dimensional materials (2D materials) such as transition metal dichalcogenides (TMDC). Such a TFET is known from, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-090984. The semiconductor element disclosed in this patent publication is
A first two-dimensional material including a first metal chalcogenide material; and a second two-dimensional material bonded to a side surface of the first two-dimensional material and including a second metal chalcogenide material; A semiconductor layer including a two-dimensional material element in which the material and the second two-dimensional material are chemically bonded; and
It includes at least one non-semiconductor layer located on at least one surface of the semiconductor layer.

特開2015−090984号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-090984

しかしながら、特開2015−090984号公報に開示されたTFETにあっても、従来の電界効果トランジスタと同様に、スケーリングが困難であるといった問題を有している。   However, even the TFET disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-090984 has a problem that scaling is difficult as in the case of a conventional field effect transistor.

従って、本開示の目的は、一層の高密度化を実現し得る構成、構造を有する複合型トランジスタを提供することにある。   Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a composite transistor having a configuration and a structure capable of realizing higher density.

上記の目的を達成するための本開示の複合型トランジスタは、
重複領域において、第1活性領域、第2活性領域及び制御電極が重なっており、
第1電極、第2電極及び第3電極を備えており、
制御電極と、制御電極に隣接した第1活性領域及び第2活性領域のいずれか一方との間には、絶縁層が設けられており、
第1活性領域の一端から延在する第1A延在部、第1活性領域の他端から延在する第1B延在部、第2活性領域の一端から延在する第2A延在部、及び、第2活性領域の他端から延在する第2B延在部を備えており、
第1電極は、第1A延在部に接続されており、
第2電極は、第2A延在部に接続されており、
第3電極は、第1B延在部及び第2B延在部に接続されており、
制御電極、第1活性領域、第1A延在部及び第1B延在部から第1のトランジスタが構成され、
制御電極、第2活性領域、第2A延在部及び第2B延在部から第2のトランジスタが構成されている。尚、第1活性領域、第2活性領域及び制御電極の重なりの順は、第1活性領域、第2活性領域、制御電極の順であってもよいし、第2活性領域、第1活性領域、制御電極の順であってもよい。
In order to achieve the above object, a composite transistor of the present disclosure includes:
In the overlapping region, the first active region, the second active region and the control electrode overlap,
A first electrode, a second electrode and a third electrode;
An insulating layer is provided between the control electrode and one of the first active region and the second active region adjacent to the control electrode,
A first A extending portion extending from one end of the first active region, a first B extending portion extending from the other end of the first active region, a second A extending portion extending from one end of the second active region, and A second B extending portion extending from the other end of the second active region,
The first electrode is connected to the first A extending portion,
The second electrode is connected to the second A extension,
The third electrode is connected to the first B extension part and the second B extension part,
The control transistor, the first active region, the first A extension portion and the first B extension portion constitute a first transistor,
A second transistor is configured by the control electrode, the second active region, the second A extending portion, and the second B extending portion. The overlapping order of the first active region, the second active region, and the control electrode may be the order of the first active region, the second active region, and the control electrode, or the second active region, the first active region. The order of the control electrodes may be used.

本開示の複合型トランジスタにあっては、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタを構成する制御電極、第1活性領域及び第2活性領域が重なっているので、一層の高密度化を実現することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。   In the composite transistor according to the present disclosure, since the control electrode, the first active region, and the second active region that constitute the first transistor and the second transistor overlap, it is possible to realize further higher density. Can do. Note that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.

図1A、図1B及び図1Cは、実施例1の複合型トランジスタの概念図である。1A, 1B, and 1C are conceptual diagrams of the composite transistor of Example 1. FIG. 図2A及び図2Bは、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるインバータ回路の構成要素の配置を模式的に示す図であり、図2Cは、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるインバータ回路の等価回路図である。2A and 2B are diagrams schematically showing the arrangement of components of the inverter circuit configured by the composite transistor of the first embodiment, and FIG. 2C is an inverter configured by the composite transistor of the first embodiment. It is an equivalent circuit diagram of a circuit. 図3は、実施例1の複合型トランジスタの模式的な一部断面図である。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of the composite transistor according to the first embodiment. 図4A、図4B及び図4Cは、実施例1の複合型トランジスタにおける第1活性領域、第2活性領域及び制御電極の位置関係を示す概念図である。4A, 4B, and 4C are conceptual diagrams showing the positional relationship between the first active region, the second active region, and the control electrode in the composite transistor of Example 1. FIG. 図5A、図5B及び図5Cは、実施例1の複合型トランジスタの概念的な一部断面図である。5A, 5B, and 5C are conceptual partial cross-sectional views of the composite transistor of Example 1. FIG. 図6は、フットプリントを説明するための、実施例1の複合型トランジスタの模式的な平面図、及び、従来のCMOS回路の模式的な平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view of the composite transistor of Example 1 and a schematic plan view of a conventional CMOS circuit for explaining the footprint. 図7A、図7B及び図7Cは、実施例2の複合型トランジスタの概念図である。7A, 7B, and 7C are conceptual diagrams of the composite transistor of Example 2. FIG. 図8A及び図8Bは、実施例2の複合型トランジスタの模式的な一部断面図である。8A and 8B are schematic partial cross-sectional views of the composite transistor of Example 2. FIG. 図9A、図9B及び図9Cは、実施例3の複合型トランジスタの概念図である。9A, 9B, and 9C are conceptual diagrams of the composite transistor of Example 3. FIG. 図10は、実施例3の複合型トランジスタの模式的な一部断面図である。FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of the composite transistor of the third embodiment. 図11Aは、実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路の等価回路図であり、図11B及び図11Cは、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるNAND回路の構成要素の配置を模式的に示す図である。FIG. 11A is an equivalent circuit diagram of a NAND circuit formed on the basis of the composite transistors of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. FIGS. 11B and 11C are configured by the composite transistor of the first embodiment. 2 is a diagram schematically showing the arrangement of components of a NAND circuit. 図12A、図12B及び図12Cは、それぞれ、実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路の概念的な一部断面図である。12A, 12B, and 12C are conceptual partial cross-sectional views of NAND circuits that are formed based on the composite transistors of Embodiment 1, Embodiment 2, and Embodiment 3, respectively. 図13は、実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路を、4つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram schematically illustrating an arrangement of active regions and the like when a NAND circuit formed based on the composite transistor of the first embodiment is cut along four levels of virtual planes. 図14A及び図14Bは、それぞれ、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路を、2つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を模式的に示す図である。14A and 14B schematically show the arrangement of active regions and the like when a NAND circuit formed based on the composite transistor of Example 2 and Example 3 is cut at two levels of virtual planes, respectively. FIG. 図15Aは、実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路の等価回路図であり、図15B及び図15Cは、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるNOR回路の構成要素の配置を模式的に示す図である。FIG. 15A is an equivalent circuit diagram of a NOR circuit formed on the basis of the composite transistors of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. FIGS. 15B and 15C are configured by the composite transistor of the first embodiment. It is a figure which shows typically arrangement | positioning of the component of a NOR circuit. 図16A、図16B及び図16Cは、それぞれ、実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路の概念的な一部断面図である。FIGS. 16A, 16B, and 16C are conceptual partial cross-sectional views of NOR circuits formed based on the composite transistors of Embodiment 1, Embodiment 2, and Embodiment 3, respectively. 図17は、実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路を、4つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を模式的に示す図である。FIG. 17 is a diagram schematically illustrating the arrangement of active regions and the like when a NOR circuit formed based on the composite transistor of the first embodiment is cut along four levels of virtual planes. 図18A及び図18Bは、それぞれ、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路を、2つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を模式的に示す図である。18A and 18B schematically show the arrangement of active regions and the like when a NOR circuit formed based on the composite transistor of Example 2 and Example 3 is cut at two levels of virtual planes, respectively. FIG. 図19は、実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成される8つのトランジスタから構成されるSRAM回路の等価回路図である。FIG. 19 is an equivalent circuit diagram of an SRAM circuit composed of eight transistors formed based on the composite transistors of the first, second, and third embodiments. 図20A及び図20Bは、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるSRAM回路の構成要素の配置を模式的に示す図である。20A and 20B are diagrams schematically illustrating the arrangement of the components of the SRAM circuit configured by the composite transistor of the first embodiment. 図21A及び図21Bは、実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路の概念的な一部断面図である。21A and 21B are conceptual partial cross-sectional views of an SRAM circuit formed based on the composite transistor of the first embodiment. 図22A及び図22Bは、実施例2の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路の概念的な一部断面図であり、図22C及び図22Dは、実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路の概念的な一部断面図である。22A and 22B are conceptual partial cross-sectional views of an SRAM circuit formed based on the composite transistor of the second embodiment. FIGS. 22C and 22D are formed based on the composite transistor of the third embodiment. 1 is a conceptual partial cross-sectional view of an SRAM circuit. 図23A及び図23Bは、それぞれ、実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路を、4つのレベル及び1つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を模式的に示す図である。FIG. 23A and FIG. 23B schematically show the arrangement of active regions and the like when the SRAM circuit formed based on the composite transistor of Example 1 is cut at four levels and one level of virtual plane, respectively. FIG. 図24A、図24B、図24C及び図24Dは、実施例1の複合型トランジスタの製造方法を説明するためのシリコン半導体基板等の模式的な一部端面図である。24A, 24B, 24C, and 24D are schematic partial end views of a silicon semiconductor substrate and the like for explaining the method of manufacturing the composite transistor of Example 1. FIG. 図25A、図25B、図25C及び図25Dは、本開示の第1の構造及び第2の構造を有する複合型トランジスタが導通状態/不導通状態となるときの各活性領域におけるエネルギーバンドの変化を模式的に示す図である。FIG. 25A, FIG. 25B, FIG. 25C, and FIG. 25D show the change in energy band in each active region when the composite transistor having the first structure and the second structure of the present disclosure is turned on / off. It is a figure shown typically.

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の複合型トランジスタ、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の複合型トランジスタ:本開示の第1の構造)
3.実施例2(実施例1の変形:本開示の第2の構造)
4.実施例3(実施例1の別の変形:本開示の第3の構造)
5.実施例4(本開示の複合型トランジスタの各種適用例)
6.その他
Hereinafter, although this indication is explained based on an example with reference to drawings, this indication is not limited to an example and various numerical values and materials in an example are illustrations. The description will be given in the following order.
1. 1. General description of the composite transistor of the present disclosure Example 1 (Compound transistor of the present disclosure: first structure of the present disclosure)
3. Example 2 (Modification of Example 1: Second structure of the present disclosure)
4). Example 3 (another modification of Example 1; third structure of the present disclosure)
5. Example 4 (various application examples of the composite transistor of the present disclosure)
6). Other

〈本開示の複合型トランジスタ、全般に関する説明〉
本開示の複合型トランジスタにあっては、
第1電極には、第2電極よりも高い電圧が印加され、
制御電極に第1の電圧V1が印加されたとき、第1のトランジスタは導通状態となり、第2のトランジスタは不導通状態となり、
制御電極に、第1の電圧V1よりも高い第2の電圧V2(>V1)が印加されたとき、第2のトランジスタは導通状態となり、第1のトランジスタは不導通状態となる形態とすることができる。
<General Description of Composite Transistor of the Present Disclosure>
In the composite transistor of the present disclosure,
A voltage higher than that of the second electrode is applied to the first electrode,
When the first voltage V 1 is applied to the control electrode, the first transistor is turned on, the second transistor is turned off,
When a second voltage V 2 (> V 1 ) higher than the first voltage V 1 is applied to the control electrode, the second transistor is turned on and the first transistor is turned off. It can be.

更には、上記の好ましい形態を含む本開示の複合型トランジスタにおいて、第1活性領域及び第2活性領域は、2次元材料又はグラフェンから構成されている形態とすることができる。   Furthermore, in the composite transistor according to the present disclosure including the above-described preferable mode, the first active region and the second active region can be formed of a two-dimensional material or graphene.

上記の各種好ましい形態を含む本開示の複合型トランジスタにあっては、
重複領域において、第1活性領域は、第1A活性領域、及び、第1A活性領域と重なった第1B活性領域から成り、
第1A延在部は、第1A活性領域から延在し、
第1B延在部は、第1B活性領域から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2A活性領域、及び、第2A活性領域と重なった第2B活性領域から成り、
第2A延在部は、第2A活性領域から延在し、
第2B延在部は、第2B活性領域から延在し、
第1A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さく、
第2A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい構成とすることができる。尚、このような構成の複合型トランジスタを、便宜上、『本開示の第1の構造を有する複合型トランジスタ』と呼ぶ。即ち、例えば、複合型トランジスタがオフ時、
C-1B>EC-1A>EV-1B>EV-1A
及び、
C-2A>EC-2B>EV-2A>EV-2B
を満足し、複合型トランジスタがオン時、
C-1B>EV-1B>EC-1A>EV-1A
及び、
C-2A>EV-2A>EC-2B>EV-2B
を満足する。第1A活性領域と第1B活性領域との重なりの順は、第1A活性領域が制御電極側に位置してもよいし、第1B活性領域が制御電極側に位置してもよい。同様に、第2A活性領域と第2B活性領域との重なりの順は、第2A活性領域が制御電極側に位置してもよいし、第2B活性領域が制御電極側に位置してもよい。
In the composite transistor of the present disclosure including the various preferred embodiments described above,
In the overlapping region, the first active region is composed of the first A active region and the 1B active region overlapping the first A active region,
The 1A extension extends from the 1A active region,
The 1B extension extends from the 1B active region,
In the overlapping region, the second active region is composed of a second A active region and a second B active region overlapping the second A active region,
The second A extension extends from the second A active region;
The second B extending portion extends from the second B active region,
The energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1A active region and the energy value E C-1A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1B active region. Smaller than each of V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band,
The energy value E V-2A at the upper end of the valence band in the 2A active region and the energy value E C-2A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E at the upper end of the valence band in the 2B active region. It can be configured to be larger than each of V-2B and the energy value E C-2B at the lower end of the conduction band. Note that the composite transistor having such a configuration is referred to as “a composite transistor having the first structure of the present disclosure” for convenience. That is, for example, when the composite transistor is off,
E C-1B > E C-1A > E V-1B > E V-1A
as well as,
E C-2A > E C-2B > E V-2A > E V-2B
When the composite transistor is on,
E C-1B > E V-1B > E C-1A > E V-1A
as well as,
E C-2A > E V-2A > E C-2B > E V-2B
Satisfied. The order of overlapping of the first A active region and the first B active region may be such that the first A active region may be located on the control electrode side, or the first B active region may be located on the control electrode side. Similarly, the overlapping order of the second A active region and the second B active region may be such that the second A active region may be located on the control electrode side, or the second B active region may be located on the control electrode side.

そして、上記の本開示の第1の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第1活性領域と第2活性領域との間には、動作の安定性といった観点から、第2の絶縁層が設けられている構成とすることができ、更には、動作の安定性といった観点から、第1A活性領域と第1B活性領域との間には第1層間絶縁層が設けられており、第2A活性領域と第2B活性領域との間には第2層間絶縁層が設けられている構成とすることができる。但し、第2の絶縁層、第1層間絶縁層、第2層間絶縁層を設けることは必須ではない。後述する制御電極への電圧の印加状態に基づく、第1A活性領域と第1B活性領域との間のエネルギーバンドの状態の変化、第2A活性領域と第2B活性領域との間のエネルギーバンドの状態の変化を達成できれば、第2の絶縁層、第1層間絶縁層、第2層間絶縁層を設けることは不要である場合がある。これらの絶縁層は、自然酸化膜から構成される場合もある。また、弱いファンデルワース力を介した積層といった態様もあり得る。   In the composite transistor having the first structure of the present disclosure, a second insulating layer is provided between the first active region and the second active region from the viewpoint of operation stability. Furthermore, from the viewpoint of operational stability, a first interlayer insulating layer is provided between the first A active region and the first B active region, and the second A active region and the first A second interlayer insulating layer may be provided between the 2B active region. However, it is not essential to provide the second insulating layer, the first interlayer insulating layer, and the second interlayer insulating layer. Changes in the state of the energy band between the first A active region and the first B active region, and the state of the energy band between the second A active region and the second B active region, based on the voltage application state to the control electrode described later If this change can be achieved, it may be unnecessary to provide the second insulating layer, the first interlayer insulating layer, and the second interlayer insulating layer. These insulating layers may be composed of natural oxide films. In addition, there may be a form of lamination through weak van der Waals force.

あるいは又、上記の各種好ましい形態を含む本開示の複合型トランジスタにあっては、
重複領域において、第1活性領域は、第1A活性領域、及び、第1A活性領域と同一仮想平面に位置し、第1A活性領域と対向する第1B活性領域から成り、
第1A延在部は、第1A活性領域から延在し、
第1B延在部は、第1B活性領域から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2A活性領域、及び、第2A活性領域と同一仮想平面に位置し、第2A活性領域と対向する第2B活性領域から成り、
第2A延在部は、第2A活性領域から延在し、
第2B延在部は、第2B活性領域から延在し、
第1A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さく、
第2A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい構成とすることができる。尚、このような構成の複合型トランジスタを、便宜上、『本開示の第2の構造を有する複合型トランジスタ』と呼ぶ。即ち、例えば、複合型トランジスタがオフ時、
C-1B>EC-1A>EV-1B>EV-1A
及び、
C-2A>EC-2B>EV-2A>EV-2B
を満足し、複合型トランジスタがオン時、
C-1B>EV-1B>EC-1A>EV-1A
及び、
C-2A>EV-2A>EC-2B>EV-2B
を満足する。
Alternatively, in the composite transistor of the present disclosure including the various preferred embodiments described above,
In the overlapping region, the first active region is composed of a first A active region and a first B active region located in the same virtual plane as the first A active region and facing the first A active region,
The 1A extension extends from the 1A active region,
The 1B extension extends from the 1B active region,
In the overlapping region, the second active region is composed of the second A active region and the second B active region located in the same virtual plane as the second A active region and facing the second A active region,
The second A extension extends from the second A active region;
The second B extending portion extends from the second B active region,
The energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1A active region and the energy value E C-1A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1B active region. Smaller than each of V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band,
The energy value E V-2A at the upper end of the valence band in the 2A active region and the energy value E C-2A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E at the upper end of the valence band in the 2B active region. It can be configured to be larger than each of V-2B and the energy value E C-2B at the lower end of the conduction band. For convenience, the composite transistor having such a configuration is referred to as “a composite transistor having the second structure of the present disclosure”. That is, for example, when the composite transistor is off,
E C-1B > E C-1A > E V-1B > E V-1A
as well as,
E C-2A > E C-2B > E V-2A > E V-2B
When the composite transistor is on,
E C-1B > E V-1B > E C-1A > E V-1A
as well as,
E C-2A > E V-2A > E C-2B > E V-2B
Satisfied.

そして、上記の本開示の第2の構造を有する複合型トランジスタにおいて、動作の安定性といった観点から、第1活性領域と第2活性領域との間に第2の絶縁層が設けられている構成とすることができる。但し、第2の絶縁層を設けることは必須ではない。後述する制御電極への電圧の印加状態に基づく、第1A活性領域と第1B活性領域との間のエネルギーバンドの状態の変化、第2A活性領域と第2B活性領域との間のエネルギーバンドの状態の変化を達成できれば、第2の絶縁層を設けることは不要である場合がある。第2の絶縁層は、自然酸化膜から構成される場合もある。また、弱いファンデルワース力を介した積層といった態様もあり得る。   In the composite transistor having the second structure of the present disclosure described above, a configuration in which the second insulating layer is provided between the first active region and the second active region from the viewpoint of operational stability. It can be. However, it is not essential to provide the second insulating layer. Changes in the state of the energy band between the first A active region and the first B active region, and the state of the energy band between the second A active region and the second B active region, based on the voltage application state to the control electrode described later If the above change can be achieved, it may be unnecessary to provide the second insulating layer. The second insulating layer may be composed of a natural oxide film. In addition, there may be a form of lamination through weak van der Waals force.

あるいは又、本開示の複合型トランジスタにあっては、
重複領域において、第1活性領域は、第1チャネル形成領域から成り、
第1A延在部は、第1チャネル形成領域の一端から延在し、
第1B延在部は、第1チャネル形成領域の他端から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2チャネル形成領域から成り、
第2A延在部は、第2チャネル形成領域の一端から延在し、
第2B延在部は、第2チャネル形成領域の他端から延在し、
制御電極に第1の電圧V1が印加されたとき、第1のトランジスタは導通状態となり、第2のトランジスタは不導通状態となり、
制御電極に、第1の電圧V1よりも高い第2の電圧V2(>V1)が印加されたとき、第2のトランジスタは導通状態となり、第1のトランジスタは不導通状態となる構成とすることができる。尚、このような構成の複合型トランジスタを、便宜上、『本開示の第3の構造を有する複合型トランジスタ』と呼ぶ。
Alternatively, in the composite transistor of the present disclosure,
In the overlapping region, the first active region comprises a first channel formation region,
The first A extending portion extends from one end of the first channel forming region,
The first B extension portion extends from the other end of the first channel formation region,
In the overlapping region, the second active region comprises a second channel forming region,
The second A extension portion extends from one end of the second channel formation region,
The second B extension portion extends from the other end of the second channel formation region,
When the first voltage V 1 is applied to the control electrode, the first transistor is turned on, the second transistor is turned off,
When a second voltage V 2 (> V 1 ) higher than the first voltage V 1 is applied to the control electrode, the second transistor is turned on and the first transistor is turned off. It can be. Note that the composite transistor having such a configuration is referred to as “a composite transistor having the third structure of the present disclosure” for convenience.

そして、上記の本開示の第3の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第1活性領域と第2活性領域との間に第2の絶縁層が設けられている構成とすることができる。また、このような構成を含む本開示の第3の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第1活性領域及び第2活性領域は、2次元材料又はグラフェンから構成されていることが望ましい。   In the composite transistor having the third structure of the present disclosure, the second insulating layer may be provided between the first active region and the second active region. In the composite transistor having the third structure of the present disclosure including such a configuration, it is preferable that the first active region and the second active region are made of a two-dimensional material or graphene.

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の複合型トランジスタ(以下、これらを総称して、単に、『本開示の複合型トランジスタ等』と呼ぶ場合がある)において、上述したとおり、第1電極には第2電極よりも高い電圧が印加される形態とすることができる。具体的には、例えば、第1電極には第2の電圧V2(例えば、Vddボルト>0)が印加され、第2電極には第1の電圧V1(例えば、0ボルト)が印加される形態とすることができる。尚、制御電極に印加する第1の電圧V1、第2の電圧V2は、第1A活性領域、第2A活性領域を基準とした電圧である。In the composite transistor of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above (hereinafter, these may be collectively referred to simply as “composite transistor of the present disclosure”, etc.), as described above, A higher voltage than that of the second electrode can be applied to the first electrode. Specifically, for example, a second voltage V 2 (for example, V dd volt> 0) is applied to the first electrode, and a first voltage V 1 (for example, 0 volt) is applied to the second electrode. It can be set as a form. The first voltage V 1 and the second voltage V 2 applied to the control electrode are voltages based on the first A active region and the second A active region.

本開示の第1の構造及び第2の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第2の電圧V2よりも低い第1の電圧V1が制御電極に印加されたとき、第1のトランジスタを構成する第1A活性領域には、例えば、第2の電圧V2が印加されており、第1のトランジスタにおける第1A活性領域と第1B活性領域との間に位置する第1境界領域における価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1-IF及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1-IFのそれぞれは、第1B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれに近づく(図25B参照)。その結果、第1B活性領域から第1A活性領域へとトンネル効果によって電子が移動するので、第1のトランジスタは導通状態となり、第1A活性領域と第1B活性領域の電位は理想的には等しくなり、第3電極の電位は第2の電位V2となる。一方、第2のトランジスタにおいて、第2A活性領域には、例えば、第1の電圧V1が印加されており、制御電極には第1の電圧V1が印加されるので、第2のトランジスタにおける第2A活性領域と第2B活性領域との間に位置する第2境界領域における価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2-IF及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2-IFのそれぞれには変化が生じない(図25C参照)。その結果、第2A活性領域から第2B活性領域への電子の移動は無く、第2のトランジスタは不導通状態となる。In the composite transistor having the first structure and the second structure of the present disclosure, the first transistor is configured when the first voltage V 1 lower than the second voltage V 2 is applied to the control electrode. For example, the second voltage V 2 is applied to the first A active region, and the valence band in the first boundary region located between the first A active region and the first B active region in the first transistor is detected. The energy value E V-1-IF at the upper end and the energy value E C-1-IF at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E V-1B at the upper end of the valence band of the 1B active region and the conduction. It approaches each of the energy values E C-1B at the lower end of the band (see FIG. 25B). As a result, electrons move from the 1B active region to the 1A active region by the tunnel effect, so that the first transistor becomes conductive, and the potentials of the 1A active region and the 1B active region are ideally equal. , the potential of the third electrode is a second potential V 2. On the other hand, in the second transistor, the first 2A active region, for example, a first voltage V 1 is applied, since the first voltage V 1 is applied to the control electrode, the second transistor The energy value E V-2-IF at the upper end of the valence band and the energy value E C-2-IF at the lower end of the conduction band in the second boundary region located between the second A active region and the second B active region No change occurs in each of them (see FIG. 25C). As a result, there is no movement of electrons from the second A active region to the second B active region, and the second transistor is turned off.

また、本開示の第1の構造及び第2の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第1の電圧V1よりも高い第2の電圧V2が制御電極に印加されたとき、第2のトランジスタを構成する第2A活性領域には、例えば、第1の電圧V1が印加されており、第2のトランジスタにおける第2A活性領域と第2B活性領域との間に位置する第2境界領域における価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2-IF及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2-IFのそれぞれは、第2B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれに近づく(図25D参照)。その結果、第2A活性領域から第2B活性領域へとトンネル効果によって電子が移動するので、第2のトランジスタは導通状態となり、第2A活性領域と第2B活性領域の電位は理想的には等しくなり、第3電極の電位は第1の電位V1となる。一方、第1のトランジスタにおいて、第1A活性領域には、例えば、第2の電圧V2が印加されており、制御電極には第2の電圧V2が印加されるので、第1のトランジスタにおける第1A活性領域と第1B活性領域との間に位置する第1境界領域における価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1-IF及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1-IFのそれぞれには変化が生じない(図25A参照)。その結果、第1A活性領域から第1B活性領域への電子の移動は無く、第1のトランジスタは不導通状態となる。Further, in the composite transistor having the first structure and the second structure of the present disclosure, when the second voltage V 2 higher than the first voltage V 1 is applied to the control electrode, the second transistor is turned on. For example, the first voltage V 1 is applied to the second A active region, and the valence electrons in the second boundary region located between the second A active region and the second B active region in the second transistor are included. The energy value E V-2-IF at the upper end of the band and the energy value E C-2-IF at the lower end of the conduction band are respectively the energy values E V-2B at the upper end of the valence band of the second B active region. And the energy value E C-2B at the lower end of the conduction band is approached (see FIG. 25D). As a result, electrons move from the 2A active region to the 2B active region by the tunnel effect, so that the second transistor becomes conductive, and the potentials of the 2A active region and the 2B active region are ideally equal. The potential of the third electrode becomes the first potential V 1 . On the other hand, in the first transistor, the first 1A active region, for example, and the second voltage V 2 is applied, the second voltage V 2 is applied to the control electrode, the first transistor The energy value E V-1-IF at the upper end of the valence band and the energy value E C-1-IF at the lower end of the conduction band in the first boundary region located between the first A active region and the first B active region No change occurs in each of them (see FIG. 25A). As a result, there is no movement of electrons from the first A active region to the first B active region, and the first transistor is turned off.

本開示の第1の構造及び第2の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第1のトランジスタはpチャネル型FETに相当し、第2のトランジスタはnチャネル型FETに相当する。また、第1A活性領域及び第2A活性領域はFETにおけるソース部に相当し、第1B活性領域及び第2B活性領域はFETにおけるドレイン部に相当し、制御電極はFETにおけるゲート部に相当する。本開示の第1の構造及び第2の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第1A活性領域及び第2B活性領域を、便宜上、『n型活性領域』と呼び、第1B活性領域及び第2A活性領域を、便宜上、『p型活性領域』と呼ぶ場合がある。   In the composite transistor having the first structure and the second structure of the present disclosure, the first transistor corresponds to a p-channel FET, and the second transistor corresponds to an n-channel FET. The first A active region and the second A active region correspond to the source portion in the FET, the first B active region and the second B active region correspond to the drain portion in the FET, and the control electrode corresponds to the gate portion in the FET. In the composite transistor having the first structure and the second structure of the present disclosure, the first A active region and the second B active region are referred to as “n-type active region” for convenience, and the first B active region and the second A active region May be referred to as a “p-type active region” for convenience.

本開示の第3の構造を有する複合型トランジスタの動作は、従来の電界効果トランジスタの動作と、基本的には同じである。   The operation of the composite transistor having the third structure of the present disclosure is basically the same as the operation of the conventional field effect transistor.

本開示の複合型トランジスタ等にあっては、重複領域において、第1活性領域と制御電極とが重なっているが、第1活性領域の正射影像は、制御電極の正射影像に含まれていてもよいし、制御電極の正射影像と一致していてもよいし、制御電極の正射影像からはみ出していてもよい。同様に、重複領域において、第2活性領域と制御電極とが重なっているが、第2活性領域の正射影像は、制御電極の正射影像に含まれていてもよいし、制御電極の正射影像と一致していてもよいし、制御電極の正射影像からはみ出していてもよい。   In the composite transistor or the like of the present disclosure, the first active region and the control electrode overlap in the overlapping region, but the orthographic image of the first active region is included in the orthographic image of the control electrode. Alternatively, it may coincide with the orthogonal projection image of the control electrode, or may protrude from the orthogonal projection image of the control electrode. Similarly, in the overlapping region, the second active region and the control electrode overlap, but the orthogonal projection image of the second active region may be included in the orthogonal projection image of the control electrode, or the orthogonal projection of the control electrode. It may coincide with the projected image, or may protrude from the orthographic image of the control electrode.

また、本開示の第1の構造を有する複合型トランジスタにあっては、重複領域において、第1活性領域を構成する第1A活性領域と第1B活性領域とが重なっているが、第1A活性領域と第1B活性領域とが重なった領域の正射影像は、制御電極の正射影像に含まれていてもよいし、制御電極の正射影像と一致していてもよいし、制御電極の正射影像からはみ出していてもよい。同様に、重複領域において、第2活性領域を構成する第2A活性領域と第2B活性領域とが重なっているが、第2A活性領域と第2B活性領域とが重なった領域の正射影像は、制御電極の正射影像に含まれていてもよいし、制御電極の正射影像と一致していてもよいし、制御電極の正射影像からはみ出していてもよい。   Further, in the composite transistor having the first structure of the present disclosure, the first A active region and the first B active region constituting the first active region overlap in the overlapping region. And the first B active region may be included in the orthographic image of the control electrode, may coincide with the orthographic image of the control electrode, or may be the orthographic image of the control electrode. It may protrude from the projected image. Similarly, in the overlapping region, the second A active region and the second B active region constituting the second active region overlap, but the orthographic image of the region where the second A active region and the second B active region overlap is It may be included in the orthogonal projection image of the control electrode, may coincide with the orthogonal projection image of the control electrode, or may protrude from the orthogonal projection image of the control electrode.

本開示の複合型トランジスタ等において、第1A延在部及び第1B延在部の延在方向と、第2A延在部及び第2B延在部の延在方向とは、一致していることが好ましい。   In the composite transistor or the like of the present disclosure, the extending direction of the first A extending portion and the first B extending portion may be the same as the extending direction of the second A extending portion and the second B extending portion. preferable.

本開示の第1の構造〜第2の構造を有する複合型トランジスタにおいて、
[A]第1A延在部を含む第1A活性領域(以下、『第1A活性領域等』と呼ぶ場合がある)、第1B延在部を含む第1B活性領域(以下、『第1B活性領域等』と呼ぶ場合がある)、第2A延在部を含む第2A活性領域(以下、『第2A活性領域等』と呼ぶ場合がある)、第2B延在部を含む第2B活性領域(以下、『第2B活性領域等』と呼ぶ場合がある)を構成する材料を異ならせ、合計、4種類の材料から構成してもよいし、
[B]第1A活性領域等と第2B活性領域等とを同じ材料から構成し、第1B活性領域等と第2A活性領域等を構成する材料を異ならせ、合計、3種類の材料から構成してもよいし、
[C]第1A活性領域等と第2B活性領域等を構成する材料を異ならせ、第1B活性領域等と第2A活性領域等とを同じ材料から構成し、合計、3種類の材料から構成してもよいし、
[D]第1A活性領域等と第2B活性領域等とを同じ材料から構成し、第1B活性領域等と第2A活性領域等とを同じ材料から構成し、合計、2種類の材料から構成してもよい。
In the composite transistor having the first structure to the second structure of the present disclosure,
[A] a first A active region including a first A extending portion (hereinafter sometimes referred to as “first A active region or the like”), a first B active region including a first B extending portion (hereinafter referred to as “first B active region”) , Etc.), a 2A active region including the 2A extension (hereinafter referred to as “2A active region, etc.”), a 2B active region including the 2B extension (hereinafter referred to as “second A active region”). , Which may be referred to as “second B active region, etc.”), may be made up of a total of four types of materials,
[B] The first A active region, etc. and the second B active region, etc. are composed of the same material, and the materials constituting the first B active region, etc., and the second A active region, etc. are different from each other. Or
[C] The first A active region and the second B active region are made of different materials, and the first B active region and the second A active region are made of the same material. Or
[D] The first A active region, etc. and the second B active region, etc. are made of the same material, and the first B active region, etc., and the second A active region, etc. are made of the same material. May be.

第1A活性領域等と第2B活性領域等を構成する材料を異ならせる場合、第1A活性領域等と第2B活性領域等を構成する材料を同じとし、第1A活性領域等へのドーピング材料と第2B活性領域等へのドーピング材料とを異ならせてもよい。同様に、第1B活性領域等と第2A活性領域等を構成する材料を異ならせる場合、第1B活性領域等と第2A活性領域等を構成する材料を同じとし、第1B活性領域等へのドーピング材料と第2A活性領域等へのドーピング材料とを異ならせてもよい。ドーピングとして、イオン注入法や化学ドーピング法を挙げることができる。   When the materials constituting the first A active region and the second B active region are different, the materials constituting the first A active region and the second B active region are the same, and the doping material for the first A active region and the like The doping material for the 2B active region or the like may be different. Similarly, when the materials constituting the first B active region and the second A active region are different, the materials constituting the first B active region and the second A active region are the same, and doping to the first B active region and the like is performed. The material may be different from the doping material for the second A active region or the like. Examples of doping include an ion implantation method and a chemical doping method.

例えば、p型活性領域を形成するためのドーピング材料として、NO2BF4、NOBF4、NO2SbF6等のイオン性液体;HCl、H2PO4、CH3COOH、H2SO4、HNO3等の酸類化合物;ジクロロジシアノキノン、オキソン、ジミリストイルホスファチジルイノシトール、トリフルオロメタンスルホンイミド等の有機化合物;HPtCl4、AuCl3、HAuCl4、トリフルオロメタンスルホン酸銀、AgNO3、H2PdCl6、Pd(OAc)2、Cu(CN)2等を挙げることができる。また、n型活性領域を形成するためのドーピング材料として、NMNH(nicotinamide mononucleotide-H)、NADH(nicotinamide adenine dinucleotide-H)、NADPH(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-H)、PEI(polyethylenimine)、カリウムやリチウム等のアルカリ金属を挙げることができる。For example, as a doping material for forming a p-type active region, an ionic liquid such as NO 2 BF 4 , NOBF 4 , NO 2 SbF 6 ; HCl, H 2 PO 4 , CH 3 COOH, H 2 SO 4 , HNO Acid compounds such as 3 ; organic compounds such as dichlorodicyanoquinone, oxone, dimyristoylphosphatidylinositol, trifluoromethanesulfonimide; HPtCl 4 , AuCl 3 , HAuCl 4 , silver trifluoromethanesulfonate, AgNO 3 , H 2 PdCl 6 , Pd (OAc) 2 , Cu (CN) 2, etc. can be mentioned. Further, as doping materials for forming the n-type active region, NMNH (nicotinamide mononucleotide-H), NADH (nicotinamide adenine dinucleotide-H), NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-H), PEI (polyethylenimine), potassium and lithium An alkali metal such as

本開示の複合型トランジスタ等における第1活性領域及び第2活性領域を構成する材料として、前述したとおり、2次元材料を挙げることができるが、具体的には、遷移金属カルコゲナイド(TMDC:Transition Metal DiChalcogenide)系材料を挙げることができる。TMDCは、例えば、MX2で表され、遷移金属「M」として、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Tc、Reを挙げることができるし、カルコゲン元素「X」として、O、S、Se、Teを挙げることができる。あるいは又、遷移金属であるCuとカルコゲン元素であるSとの化合物であるCuSを挙げることもできるし、Ga、In、Ge、Sn、Pb等の非遷移金属とカルコゲン元素との化合物(例えば、GaS、GaSe、GaTe、In2Se3、InSnS2、SnSe2、GeSe、SnS2、PbO)とすることもできる。あるいは又、本開示の複合型トランジスタ等における第1活性領域及び第2活性領域を構成する2次元材料として材料として、黒リン(Black Phosphorus)を挙げることもできる。As described above, the material constituting the first active region and the second active region in the composite transistor or the like of the present disclosure can include a two-dimensional material. Specifically, a transition metal chalcogenide (TMDC) DiChalcogenide) -based materials. TMDC is represented by, for example, MX 2 , and examples of transition metal “M” include Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, and Re, and chalcogen element “X”. , O, S, Se, Te. Alternatively, CuS, which is a compound of Cu, which is a transition metal, and S, which is a chalcogen element, can also be mentioned, and a compound of a non-transition metal such as Ga, In, Ge, Sn, Pb and the chalcogen element (for example, GaS, GaSe, GaTe, In 2 Se 3 , InSnS 2 , SnSe 2 , GeSe, SnS 2 , PbO). Alternatively, as a material for the two-dimensional material constituting the first active region and the second active region in the composite transistor or the like of the present disclosure, black phosphor (Black Phosphorus) may be used.

より具体的には、本開示の第1の構造〜第2の構造を有する複合型トランジスタにおける第1A活性領域あるいは第2B活性領域(n型活性領域)を構成する2次元材料として、また、本開示の第3の構造を有する複合型トランジスタにおける第2A延在部及び第2B延在部を構成する2次元材料として、MoSe2、MoTe2、WSe2、MoS2及びWTe2から成る群から選択された少なくとも1種類の2次元材料を例示することができ、厚さとして0.65nm乃至6.5nm、好ましくは、0.65nm乃至2.6nmを例示することができる。一方、本開示の第1の構造〜第2の構造を有する複合型トランジスタにおける第1B活性領域あるいは第2A活性領域(p型活性領域)を構成する2次元材料として、また、本開示の第3の構造を有する複合型トランジスタにおける第1A延在部及び第1B延在部を構成する2次元材料として、MoS2、WS2、ZrS2、ZrSe2、HfS2、HfSe2、NbSe2及びReSe2から成る群から選択された少なくとも1種類の2次元材料を例示することができ、厚さとして0.65nm乃至6.5nm、好ましくは、0.65nm乃至2.6nmを例示することができる。但し、これらに限定するものではない。More specifically, as a two-dimensional material constituting the first A active region or the second B active region (n-type active region) in the composite transistor having the first structure to the second structure of the present disclosure, The two-dimensional material constituting the second A extension portion and the second B extension portion in the composite transistor having the disclosed third structure is selected from the group consisting of MoSe 2 , MoTe 2 , WSe 2 , MoS 2, and WTe 2. At least one kind of two-dimensional material can be exemplified, and the thickness can be exemplified as 0.65 nm to 6.5 nm, preferably 0.65 nm to 2.6 nm. On the other hand, as a two-dimensional material constituting the first B active region or the second A active region (p-type active region) in the composite transistor having the first structure to the second structure of the present disclosure, As a two-dimensional material constituting the first A extension portion and the first B extension portion in the composite transistor having the structure of MoS 2 , WS 2 , ZrS 2 , ZrSe 2 , HfS 2 , HfSe 2 , NbSe 2 and ReSe 2 At least one type of two-dimensional material selected from the group consisting of: can be exemplified, and the thickness can be exemplified from 0.65 nm to 6.5 nm, preferably from 0.65 nm to 2.6 nm. However, it is not limited to these.

第1A活性領域等と第2B活性領域等を構成する2次元材料を異ならせる場合、第1A活性領域等を構成する2次元材料をM1A1A 2で表し、第1B活性領域等を構成する2次元材料をM1B1B 2で表したとき、
1A≠M1B 且つ、X1A≠X1B
であってもよいし、
1A=M1B 且つ、X1A≠X1B
であってもよいし、
1A≠M1B 且つ、X1A=X1B
であってもよい。同様に、第2A活性領域等を構成する2次元材料をM2A2A 2で表し、第2B活性領域等を構成する2次元材料をM2B2B 2で表したとき、
2A≠M2B 且つ、X2A≠X2B
であってもよいし、
2A=M2B 且つ、X2A≠X2B
であってもよいし、
2A≠M2B 且つ、X2A=X2B
であってもよい。但し、これらに限定するものではない。
When the two-dimensional materials constituting the first A active region and the like are different from each other, the two-dimensional material constituting the first A active region is represented by M 1A X 1A 2 and constitutes the first B active region and the like. When a two-dimensional material is represented by M 1B X 1B 2 ,
M 1A ≠ M 1B and X 1A ≠ X 1B
May be,
M 1A = M 1B and X 1A ≠ X 1B
May be,
M 1A ≠ M 1B and X 1A = X 1B
It may be. Similarly, when the two-dimensional material constituting the second A active region is represented by M 2A X 2A 2 and the two-dimensional material constituting the second B active region is represented by M 2B X 2B 2 ,
M 2A ≠ M 2B and X 2A ≠ X 2B
May be,
M 2A = M 2B and X 2A ≠ X 2B
May be,
M 2A ≠ M 2B and X 2A = X 2B
It may be. However, it is not limited to these.

第1A活性領域、第1B活性領域、第2A活性領域、第2B活性領域の形成方法として、PVD法やCVD法の他、以下の方法を例示することができる。即ち、
[a]遷移金属カルコゲナイド系材料の前駆体を、基体(下地層)上に薄膜状に形成した後、加熱処理する方法。
[b]遷移金属酸化物から成る薄膜を基体(下地層)上に形成した後、遷移金属酸化物における遷移金属とカルコゲン元素を含む材料におけるカルコゲンとを反応させる方法。
Examples of methods for forming the first A active region, the first B active region, the second A active region, and the second B active region include the following methods in addition to the PVD method and the CVD method. That is,
[A] A method in which a precursor of a transition metal chalcogenide-based material is formed into a thin film on a substrate (underlayer) and then heat-treated.
[B] A method of forming a thin film made of a transition metal oxide on a substrate (underlayer) and then reacting the transition metal in the transition metal oxide with the chalcogen in the material containing the chalcogen element.

グラフェン(graphene)とは、1原子の厚さのsp2結合炭素原子のシート状物質を指し、炭素原子とその結合から作製された蜂の巣のような六角形格子構造を有する。グラフェン膜にn型やp型の不純物をドーピングするためには、例えば、化学ドーピングを行えばよい。化学ドーピングを行うためには、具体的には、グラフェン膜上にドーパント層を形成すればよい。ドーパント層は、電子受容型(p型)のドーパント層とすることができるし、あるいは又、電子供与型(n型)のドーパント層とすることができる。電子受容型(p型)のドーパント層を構成する材料として、AuCl3、HAuCl4、PtCl4等の塩化物;HNO3、H2SO4、HCl、ニトロメタン等の酸;ホウ素やアルミニウムといったIII族元素;酸素等の電子吸引性分子を挙げることができるし、電子供与型(n型)のドーパント層を構成する材料として、窒素やリンといったV族元素の他に、ピリジン系化合物、窒化物、アルカリ金属類、アルキル基を有する芳香族化合物等の電子供与性分子を挙げることができる。Graphene refers to a 1 atom thick sheet of sp 2 bonded carbon atoms, having a honeycomb-like hexagonal lattice structure made from carbon atoms and their bonds. In order to dope n-type or p-type impurities into the graphene film, for example, chemical doping may be performed. In order to perform chemical doping, specifically, a dopant layer may be formed on the graphene film. The dopant layer can be an electron-accepting (p-type) dopant layer, or it can be an electron-donating (n-type) dopant layer. Materials constituting the electron-accepting type (p-type) dopant layer include chlorides such as AuCl 3 , HAuCl 4 and PtCl 4 ; acids such as HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl and nitromethane; Group III such as boron and aluminum Element: An electron-withdrawing molecule such as oxygen can be mentioned, and as a material constituting an electron-donating (n-type) dopant layer, in addition to a group V element such as nitrogen and phosphorus, a pyridine compound, a nitride, Examples thereof include electron-donating molecules such as alkali metals and aromatic compounds having an alkyl group.

グラフェンは、例えば、以下に説明する製造方法で形成することができる。即ち、ベース材上にグラフェン化触媒を含む膜を成膜する。そして、グラフェン化触媒を含む膜に対して気相炭素供給源を供給すると同時に、気相炭素供給源を熱処理して、グラフェンを生成させる。その後、グラフェンを所定の冷却速度で冷却することで、フィルム状のグラフェンをグラフェン化触媒を含む膜上に形成することができる。グラフェン化触媒として、SiC等の炭素化合物の他、Ni、Co、Fe、Pt、Au、Al、Cr、Cu、Mg、Mn、Mo、Rh、Si、Ta、Ti、W、U、V、及びZrから選択される少なくとも1種類の金属を挙げることができる。また、気相炭素供給源として、例えば、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、エタノール、アセチレン、プロパン、ブタン、ブタジエン、ペンタン、ペンテン、シクロペンタジエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン及びトルエンから選択される少なくとも1種類の炭素源を挙げることができる。そして、以上のようにして形成されたフィルム状のグラフェンを、グラフェン化触媒を含む膜から分離することにより、グラフェンを得ることができる。   Graphene can be formed by, for example, a manufacturing method described below. In other words, a film containing a graphenization catalyst is formed on the base material. Then, simultaneously with supplying the vapor phase carbon supply source to the film containing the graphenization catalyst, the vapor phase carbon supply source is heat-treated to generate graphene. Thereafter, by cooling the graphene at a predetermined cooling rate, the film-like graphene can be formed on the film containing the graphene catalyst. As graphene catalyst, in addition to carbon compounds such as SiC, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, and Mention may be made of at least one metal selected from Zr. Further, as a vapor phase carbon source, for example, at least selected from carbon monoxide, methane, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene and toluene One type of carbon source can be mentioned. And the graphene can be obtained by isolate | separating the film-form graphene formed as mentioned above from the film | membrane containing a graphene-ized catalyst.

本開示の第1の構造を有する複合型トランジスタにおいて、第1A活性領域と第1B活性領域とは、前述したとおり、重なっているが、第1A活性領域と第1B活性領域とは接していてもよいし、第1A活性領域と第1B活性領域との間に第1境界領域が設けられていてもよい。同様に、第2A活性領域と第2B活性領域とは、前述したとおり、重なっているが、第2A活性領域と第2B活性領域とは接していてもよいし、第2A活性領域と第2B活性領域との間に第2境界領域が設けられていてもよい。第1境界領域及び第2境界領域は、上述した第1層間絶縁層及び第2層間絶縁層から構成される。   In the composite transistor having the first structure of the present disclosure, the first A active region and the first B active region overlap as described above, but the first A active region and the first B active region may be in contact with each other. Alternatively, a first boundary region may be provided between the first A active region and the first B active region. Similarly, the second A active region and the second B active region overlap as described above, but the second A active region and the second B active region may be in contact with each other, or the second A active region and the second B active region may be in contact with each other. A second boundary region may be provided between the region. The first boundary region and the second boundary region are composed of the first interlayer insulating layer and the second interlayer insulating layer described above.

本開示の第2の構造を有する複合型トランジスタにあっては、第1A活性領域と第1B活性領域とは対向しているが、第1A活性領域と第1B活性領域とは接していてもよいし、第1A活性領域と第1B活性領域との間に第1境界領域が設けられていてもよい。同様に、第2A活性領域と第2B活性領域とは対向しているが、第2A活性領域と第2B活性領域とは接していてもよいし、第2A活性領域と第2B活性領域との間に第2境界領域が設けられていてもよい。第1境界領域及び第2境界領域を構成する材料として、SiO2(自然酸化膜を含む)、SiN、六方晶窒化ホウ素(hBN)、Al23を例示することができる。In the composite transistor having the second structure of the present disclosure, the first A active region and the first B active region are opposed to each other, but the first A active region and the first B active region may be in contact with each other. In addition, a first boundary region may be provided between the first A active region and the first B active region. Similarly, the second A active region and the second B active region are opposed to each other, but the second A active region and the second B active region may be in contact with each other, or between the second A active region and the second B active region. A second boundary region may be provided. Examples of materials constituting the first boundary region and the second boundary region include SiO 2 (including a natural oxide film), SiN, hexagonal boron nitride (hBN), and Al 2 O 3 .

本開示の複合型トランジスタ等において、制御電極を構成する材料として、ポリシリコンやポリサイド、金属シリサイド、金属窒化物(例えば、TiN)、アルミニウム(Al)や金(Au)等の金属、グラフェンやITO等を例示することができ、制御電極の形成方法として、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種の物理的気相成長法(PVD法)や、各種の化学的気相成長法(CVD法)を例示することができる。また、第1電極、第2電極、第3電極を構成する材料として、不純物がドーピングされたポリシリコン;アルミニウム;タングステン、Ti、Pt、Pd、Cu、TiW、TiNW、WSi2、MoSi2等の高融点金属や金属シリサイドから成る導電材料を例示することができ、これらの電極の形成方法として、各種のPVD法、CVD法を例示することができる。In the composite transistor or the like of the present disclosure, as a material constituting the control electrode, polysilicon, polycide, metal silicide, metal nitride (for example, TiN), metal such as aluminum (Al) or gold (Au), graphene or ITO Examples of methods for forming the control electrode include various physical vapor deposition methods (PVD methods) including vacuum vapor deposition and sputtering methods, and various chemical vapor deposition methods (CVD methods). It can be illustrated. Further, as a material constituting the first electrode, the second electrode, and the third electrode, polysilicon doped with impurities; aluminum; tungsten, Ti, Pt, Pd, Cu, TiW, TiNW, WSi 2 , MoSi 2, etc. A conductive material made of a refractory metal or a metal silicide can be exemplified, and various PVD methods and CVD methods can be exemplified as methods for forming these electrodes.

更には、絶縁層、第2の絶縁層を構成する材料として、酸化シリコン(SiO2)等のSiOX系材料、SiOF系材料あるいはSiN系材料、SiON系材料の他、比誘電率k(=ε/ε0)が概ね4.0以上の所謂高比誘電率材料を挙げることができる。高比誘電率材料として、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化アルミニウム(Al23)、酸化アルミニウム・ハフニウム(HfAlO2)、酸化シリコン・ハフニウム(HfSiO)、酸化タンタル(Ta25)、酸化イットリウム(Y23)、酸化ランタン(La2O)といった金属酸化物材料や、金属窒化物材料を挙げることができる。あるいは又、HfSiO、HfSiON、ZrSiO、AlSiO、LaSiOといった金属シリケートから成る絶縁材料を例示することもできる。絶縁層、第2の絶縁層は、1種類の材料から形成されていてもよいし、複数種類の材料から形成されていてもよい。また、絶縁層、第2の絶縁層は、単層構成としてもよいし、複数層構成としてもよい。絶縁層、第2の絶縁層の形成方法として、ALD(Atomic Layer Deposition)法、有機金属化学的気相成長法(MOCVD法)を含む各種のCVD法、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種のPVD法を例示することができる。絶縁層の厚さとして1nm乃至10nmを例示することができるし、第2の絶縁層の厚さとして1nm乃至10nmを例示することができる。Furthermore, as a material constituting the insulating layer and the second insulating layer, a relative dielectric constant k (=) in addition to a SiO x material such as silicon oxide (SiO 2 ), a SiOF material, a SiN material, or a SiON material. A so-called high relative dielectric constant material having (ε / ε 0 ) of approximately 4.0 or more can be mentioned. As high dielectric constant materials, hafnium oxide (HfO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum oxide / hafnium (HfAlO 2 ), silicon oxide / hafnium (HfSiO), tantalum oxide (HfSiO 2 ) Examples thereof include metal oxide materials such as Ta 2 O 5 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), and lanthanum oxide (La 2 O), and metal nitride materials. Alternatively, an insulating material made of a metal silicate such as HfSiO, HfSiON, ZrSiO, AlSiO, LaSiO can be exemplified. The insulating layer and the second insulating layer may be formed of one type of material or may be formed of a plurality of types of materials. In addition, the insulating layer and the second insulating layer may have a single-layer structure or a multi-layer structure. As a method of forming the insulating layer and the second insulating layer, various CVD methods including ALD (Atomic Layer Deposition) method, metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method), various methods including vacuum deposition method and sputtering method. The PVD method can be exemplified. The thickness of the insulating layer can be 1 nm to 10 nm, and the thickness of the second insulating layer can be 1 nm to 10 nm.

また、第1層間絶縁層、第2層間絶縁層を構成する材料として、SiO2、SiN、六方晶窒化ホウ素(hBN)、Al23を例示することができるし、第1層間絶縁層、第2層間絶縁層の形成方法として、低温酸化法、プラズマCVD法、ALD法を例示することができる。第1層間絶縁層、第2層間絶縁層の厚さとして1nm乃至3nmを例示することができる。Examples of materials constituting the first interlayer insulating layer and the second interlayer insulating layer include SiO 2 , SiN, hexagonal boron nitride (hBN), and Al 2 O 3 , and the first interlayer insulating layer, Examples of the method for forming the second interlayer insulating layer include a low temperature oxidation method, a plasma CVD method, and an ALD method. Examples of the thickness of the first interlayer insulating layer and the second interlayer insulating layer include 1 nm to 3 nm.

本開示の複合型トランジスタ等は、例えば、絶縁膜が表面に形成されたシリコン半導体基板上に設ければよい。   The composite transistor and the like of the present disclosure may be provided on a silicon semiconductor substrate having an insulating film formed on the surface, for example.

本開示の複合型トランジスタ等によって、具体的には、所謂相補型トランジスタが構成される。また、本開示の複合型トランジスタ等によって、インバータ回路や、NAND回路、AND回路、NOR回路、OR回路、XOR回路、NOT回路といった論理回路を構成することができるし、SRAM回路を構成することもできる。   Specifically, a so-called complementary transistor is configured by the composite transistor or the like of the present disclosure. In addition, a logic circuit such as an inverter circuit, a NAND circuit, an AND circuit, a NOR circuit, an OR circuit, an XOR circuit, or a NOT circuit can be configured by the composite transistor of the present disclosure, or an SRAM circuit can be configured. it can.

実施例1は、本開示の複合型トランジスタに関し、具体的には、本開示の第1の構造を有する複合型トランジスタに関する。実施例1の複合型トランジスタによって、所謂相補型トランジスタが構成され、また、インバータ回路が構成される。   Example 1 relates to a composite transistor of the present disclosure, and specifically relates to a composite transistor having the first structure of the present disclosure. A so-called complementary transistor is formed by the composite transistor of the first embodiment, and an inverter circuit is formed.

実施例1の複合型トランジスタの概念図を図1A、図1B及び図1Cに示し、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるインバータ回路の構成要素の配置を図2A及び図2Bに模式的に示し、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるインバータ回路の等価回路図を図2Cに示す。図2Cにおいては、便宜上、FETの記号を用いてインバータ回路の等価回路図を示した。また、実施例1の複合型トランジスタの模式的な一部断面図を図3に示し、実施例1の複合型トランジスタにおける第1活性領域、第2活性領域及び制御電極の位置関係を図4A、図4B及び図4Cの概念図に示し、実施例1の複合型トランジスタの概念的な一部断面図を図5A、図5B及び図5Cに示す。尚、図1Aには、第1のトランジスタが導通状態(オン状態)にあり、第2のトランジスタが不導通状態(オフ状態)にある状態を示し、図1Bには、第1のトランジスタが導通状態(オン状態)から不導通状態(オフ状態)となり、第2のトランジスタが不導通状態(オフ状態)から導通状態(オン状態)となる状態を示し、図1Cには、第1のトランジスタが不導通状態(オフ状態)にあり、第2のトランジスタが導通状態(オン状態)にある状態を示す。また、図2A及び図2Bは、実際には重なっている。   FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C show conceptual diagrams of the composite transistor of the first embodiment, and FIG. 2A and FIG. 2B schematically show the arrangement of components of the inverter circuit that is configured by the composite transistor of the first embodiment. FIG. 2C shows an equivalent circuit diagram of the inverter circuit configured by the composite transistor of the first embodiment. In FIG. 2C, for convenience, an equivalent circuit diagram of the inverter circuit is shown using a symbol of FET. FIG. 3 shows a schematic partial cross-sectional view of the composite transistor of Example 1. FIG. 4A shows the positional relationship between the first active region, the second active region, and the control electrode in the composite transistor of Example 1. 4B and FIG. 4C, conceptual partial cross-sectional views of the composite transistor of Example 1 are shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C. 1A shows a state in which the first transistor is in a conductive state (on state) and a second transistor is in a non-conductive state (off state), and FIG. 1B shows that the first transistor is in a conductive state. FIG. 1C shows a state in which the second transistor is changed from a non-conductive state (off state) to a conductive state (on state) from the state (on state) to the non-conductive state (off state). The state is in a non-conduction state (off state) and the second transistor is in a conduction state (on state). 2A and 2B are actually overlapped.

実施例1あるいは後述する実施例2〜実施例3の複合型トランジスタは、
重複領域において、第1活性領域11,11’,11”、第2活性領域12,12’,12”及び制御電極60が重なっており、
第1電極61、第2電極62及び第3電極63を備えており、
制御電極60と、制御電極60に隣接した第1活性領域11,11’,11”及び第2活性領域12,12’,12”のいずれか一方(図示した例では、第1活性領域11,11’,11”)との間には、絶縁層71が設けられている。制御電極60は、例えば、TiNから成り、第1電極61、第2電極62及び第3電極63は、例えば、白金(Pt)から成り、絶縁層71は、例えば、厚さ1nmの酸化ハフニウム(HfO2)から成る。
The composite transistor of Example 1 or Example 2 to Example 3 described later is:
In the overlapping region, the first active regions 11, 11 ′, 11 ″, the second active regions 12, 12 ′, 12 ″, and the control electrode 60 overlap,
A first electrode 61, a second electrode 62, and a third electrode 63;
One of the control electrode 60 and the first active region 11, 11 ′, 11 ″ and the second active region 12, 12 ′, 12 ″ adjacent to the control electrode 60 (in the illustrated example, the first active region 11, 11 ′, 11 ″) is provided with an insulating layer 71. The control electrode 60 is made of, for example, TiN, and the first electrode 61, the second electrode 62, and the third electrode 63 are, for example, The insulating layer 71 is made of, for example, hafnium oxide (HfO 2 ) having a thickness of 1 nm.

そして、
第1活性領域11,11’,11”の一端から延在する第1A延在部111,211,311、第1活性領域11,11’,11”の他端から延在する第1B延在部121,221,321、第2活性領域12,12’,12”の一端から延在する第2A延在部131,231,331、及び、第2活性領域12,12’,12”の他端から延在する第2B延在部141,241,341を備えており、
第1電極61は、第1A延在部111,211,311に接続されており、
第2電極62は、第2A延在部131,231,331に接続されており、
第3電極63は、第1B延在部121,221,321及び第2B延在部141,241,341に接続されており、
制御電極60、第1活性領域11,11’,11”、第1A延在部111,211,311及び第1B延在部121,221,321から第1のトランジスタTR1が構成され、
制御電極60、第2活性領域12,12’,12”、第2A延在部131,231,331及び第2B延在部141,241,341から第2のトランジスタTR2が構成されている。
And
First A extending portions 111, 211, 311 extending from one end of the first active regions 11, 11 ′, 11 ″, and 1B extending from the other ends of the first active regions 11, 11 ′, 11 ″ In addition to the parts 121, 221 and 321, the second active regions 12, 12 'and 331 extending from one end of the second active regions 12, 12' and 12 ", and the second active regions 12, 12 'and 12" 2B extending portions 141, 241, 341 extending from the end,
The first electrode 61 is connected to the first A extending portions 111, 211, 311,
The second electrode 62 is connected to the second A extending portions 131, 231 and 331,
The third electrode 63 is connected to the first B extending parts 121, 221, 321 and the second B extending parts 141, 241, 341,
The control transistor 60, the first active regions 11, 11 ′, 11 ″, the first A extending portions 111, 211, 311 and the first B extending portions 121, 221, 321 constitute a first transistor TR 1 .
The control transistor 60, the second active regions 12, 12 ′, 12 ″, the second A extending portions 131, 231, 331 and the second B extending portions 141, 241, 341 constitute a second transistor TR 2 .

ここで、実施例1あるいは後述する実施例2〜実施例3の複合型トランジスタにあっては、
第1電極61には、第2電極62よりも高い電圧が印加され、
制御電極60に第1の電圧V1(=0ボルト)が印加されたとき、第1のトランジスタTR1は導通状態となり、第2のトランジスタTR2は不導通状態となり、
制御電極60に、第1の電圧V1(=0ボルト)よりも高い第2の電圧V2(=Vdd>0ボルト)が印加されたとき、第2のトランジスタTR2は導通状態となり、第1のトランジスタTR1は不導通状態となる。尚、第1電極61に印加される電圧をV2(=Vdd)とし、第2電極62に印加される電圧をV1(=0ボルト<V2=Vdd)とした。図1A、図1B、図1C、図7A、図7B、図7C、図9A、図9B、図9Cにおいて、制御電極60に印加される電圧をVCEで表し、第3電極63に印加される電圧をV3で表す。
Here, in the composite transistor of Example 1 or Example 2 to Example 3 described later,
A voltage higher than that of the second electrode 62 is applied to the first electrode 61,
When the first voltage V 1 (= 0 volt) is applied to the control electrode 60, the first transistor TR 1 is turned on, the second transistor TR 2 is turned off,
When a second voltage V 2 (= V dd > 0 volt) higher than the first voltage V 1 (= 0 volt) is applied to the control electrode 60, the second transistor TR 2 becomes conductive, The first transistor TR 1 is turned off. The voltage applied to the first electrode 61 was V 2 (= V dd ), and the voltage applied to the second electrode 62 was V 1 (= 0 volts <V 2 = V dd ). 1A, 1B, 1C, 7A, 7B, 7C, Figures 9A, 9B, in FIG. 9C, represents the voltage applied to the control electrode 60 at V CE, it is applied to the third electrode 63 It represents the voltage at V 3.

実施例1あるいは後述する実施例2〜実施例3の複合型トランジスタにおいて、第1活性領域11,11’,11”及び第2活性領域12,12’,12”は、2次元材料又はグラフェンから構成されている。   In the composite transistor of Example 1 or Examples 2 to 3 described later, the first active regions 11, 11 ′, 11 ″ and the second active regions 12, 12 ′, 12 ″ are made of a two-dimensional material or graphene. It is configured.

実施例1の複合型トランジスタは、具体的には、本開示の第1の構造を有する複合型トランジスタであり、
重複領域において、第1活性領域11は、第1A活性領域110、及び、第1A活性領域110と重なった第1B活性領域120から成り、
第1A延在部111は、第1A活性領域110から延在し、
第1B延在部121は、第1B活性領域120から延在し、
重複領域において、第2活性領域12は、第2A活性領域130、及び、第2A活性領域130と重なった第2B活性領域140から成り、
第2A延在部131は、第2A活性領域130から延在し、
第2B延在部141は、第2B活性領域140から延在する。
The composite transistor of Example 1 is specifically a composite transistor having the first structure of the present disclosure.
In the overlapping region, the first active region 11 includes a first A active region 110 and a first B active region 120 overlapping the first A active region 110.
The first A extending portion 111 extends from the first A active region 110,
The first B extension part 121 extends from the first B active region 120,
In the overlapping region, the second active region 12 includes a second A active region 130 and a second B active region 140 overlapping the second A active region 130,
The second A extension 131 extends from the second A active region 130,
The second B extending portion 141 extends from the second B active region 140.

そして、第1A活性領域110の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域120の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さい(図25A参照)。また、第2A活性領域130の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域140の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい(図25C参照)。The energy value E V-1A of the upper end of the valence band of the first A active region 110 and the energy value E C-1A of the lower end of the conduction band are respectively the upper end of the valence band of the first B active region 120. It is smaller than each of the energy value E V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band (see FIG. 25A). In addition, the energy value E V-2A of the upper end of the valence band of the second A active region 130 and the energy value E C-2A of the lower end of the conduction band are respectively the upper end of the valence band of the second B active region 140. It is larger than each of the energy value E V-2B and the energy value E C-2B at the lower end of the conduction band (see FIG. 25C).

第1A活性領域110(第1A延在部111を含む)は、n型活性領域であり、具体的には、厚さ1nmのWTe2から成り、第1B活性領域120(第1B延在部121を含む)は、p型活性領域であり、具体的には、厚さ1nmのMoS2から成り、第2A活性領域130(第2A延在部131を含む)は、p型活性領域であり、具体的には、厚さ1nmのMoS2から成り、第2B活性領域140(第2B延在部141を含む)は、n型活性領域であり、具体的には、厚さ1nmのWTe2から成る。但し、これらの材料や厚さに限定するものではない。第1A延在部111及び第1B延在部121の延在方向と、第2A延在部131及び第2B延在部141の延在方向とは、一致している。The first A active region 110 (including the first A extending portion 111) is an n-type active region, specifically, made of WTe 2 having a thickness of 1 nm, and the first B active region 120 (first B extending portion 121). Is a p-type active region, specifically, made of MoS 2 having a thickness of 1 nm, and the second A active region 130 (including the second A extending portion 131) is a p-type active region, Specifically, the second B active region 140 (including the second B extension portion 141) is made of MoS 2 having a thickness of 1 nm, and is specifically an n-type active region. Specifically, the second B active region 140 is made of WTe 2 having a thickness of 1 nm. Become. However, it is not limited to these materials and thickness. The extending direction of the first A extending part 111 and the first B extending part 121 and the extending direction of the second A extending part 131 and the second B extending part 141 coincide with each other.

図示した例では、第2活性領域12、第1活性領域11及び制御電極60の順に重なっているが、第1活性領域11、第2活性領域12、制御電極60の順に重なっていてもよい。第1A活性領域110と第1B活性領域120との重なりの順は、第1B活性領域120が制御電極側に位置しているが、第1A活性領域110が制御電極側に位置していてもよい。また、第2A活性領域130と第2B活性領域140との重なりの順は、第2B活性領域140が制御電極側に位置しているが、第2A活性領域130が制御電極側に位置していてもよい。複合型トランジスタは、絶縁膜(図示せず)が表面に形成されたシリコン半導体基板70の上に形成されている。   In the illustrated example, the second active region 12, the first active region 11, and the control electrode 60 overlap in this order, but the first active region 11, the second active region 12, and the control electrode 60 may overlap in this order. The order of overlap between the first A active region 110 and the first B active region 120 is that the first B active region 120 is located on the control electrode side, but the first A active region 110 may be located on the control electrode side. . The order of overlap between the second A active region 130 and the second B active region 140 is that the second B active region 140 is located on the control electrode side, but the second A active region 130 is located on the control electrode side. Also good. The composite transistor is formed on a silicon semiconductor substrate 70 on the surface of which an insulating film (not shown) is formed.

第1活性領域11と第2活性領域12との間には、厚さ5nmのSiO2から成る第2の絶縁層72が設けられている。また、第1A活性領域110と第1B活性領域120との間には、厚さ1nmのHfO2から成り、第1境界領域に相当する第1層間絶縁層73が設けられており、第2A活性領域130と第2B活性領域140との間には、厚さ1nmのHfO2から成り、第2境界領域に相当する第2層間絶縁層74が設けられている。A second insulating layer 72 made of SiO 2 having a thickness of 5 nm is provided between the first active region 11 and the second active region 12. A first interlayer insulating layer 73 corresponding to the first boundary region is provided between the first A active region 110 and the first B active region 120 and is made of HfO 2 having a thickness of 1 nm. Between the region 130 and the second B active region 140, a second interlayer insulating layer 74 made of HfO 2 having a thickness of 1 nm and corresponding to the second boundary region is provided.

実施例1の複合型トランジスタにおける第1のトランジスタTR1及び第2のトランジスタTR2の動作は、図25A、図25B、図25C及び図25Dを参照して、先に説明したとおりである。The operations of the first transistor TR 1 and the second transistor TR 2 in the composite transistor of Example 1 are as described above with reference to FIGS. 25A, 25B, 25C, and 25D.

重複領域において、第1活性領域11と制御電極60とは重なっているが、第1活性領域11の正射影像は、制御電極60の正射影像に含まれていてもよいし(図4A参照)、制御電極60の正射影像と一致していてもよいし(図4B参照)、制御電極60の正射影像からはみ出していてもよい(図4C参照)。同様に、重複領域において、第2活性領域12と制御電極60とは重なっているが、第2活性領域12の正射影像は、制御電極60の正射影像に含まれていてもよいし(図4A参照)、制御電極60の正射影像と一致していてもよいし(図4B参照)、制御電極60の正射影像からはみ出していてもよい(図4C参照)。尚、制御電極60によって生成される電界が一層均一に加わるといった観点からは、第1活性領域11及び第2活性領域12の正射影像が、制御電極60の正射影像に含まれていることが望ましい。   In the overlapping region, the first active region 11 and the control electrode 60 overlap, but the orthographic image of the first active region 11 may be included in the orthographic image of the control electrode 60 (see FIG. 4A). ), May coincide with the orthographic image of the control electrode 60 (see FIG. 4B), or may protrude from the orthographic image of the control electrode 60 (see FIG. 4C). Similarly, in the overlapping region, the second active region 12 and the control electrode 60 overlap, but the orthographic image of the second active region 12 may be included in the orthographic image of the control electrode 60 ( 4A), may coincide with the orthogonal projection image of the control electrode 60 (see FIG. 4B), or may protrude from the orthogonal projection image of the control electrode 60 (see FIG. 4C). From the viewpoint that the electric field generated by the control electrode 60 is applied more uniformly, the orthogonal projection images of the first active region 11 and the second active region 12 are included in the orthogonal projection image of the control electrode 60. Is desirable.

また、重複領域において、第1活性領域11を構成する第1A活性領域110と第1B活性領域120とは重なっているが、第1A活性領域110と第1B活性領域120とが重なった領域の正射影像は、制御電極60の正射影像に含まれていてもよいし(図5A参照)、制御電極60の正射影像と一致していてもよいし(図5B参照)、制御電極60の正射影像からはみ出していてもよい(図5C参照)。同様に、重複領域において、第2活性領域12を構成する第2A活性領域130と第2B活性領域140とは重なっているが、第2A活性領域130と第2B活性領域140とが重なった領域の正射影像は、制御電極60の正射影像に含まれていてもよいし(図5A参照)、制御電極60の正射影像と一致していてもよいし(図5B参照)、制御電極60の正射影像からはみ出していてもよい(図5C参照)。   Further, in the overlapping region, the first A active region 110 and the first B active region 120 constituting the first active region 11 overlap, but the region where the first A active region 110 and the first B active region 120 overlap is correct. The projected image may be included in the orthographic image of the control electrode 60 (see FIG. 5A), may coincide with the orthographic image of the control electrode 60 (see FIG. 5B), or You may protrude from an orthogonal projection image (refer FIG. 5C). Similarly, in the overlapping region, the second A active region 130 and the second B active region 140 constituting the second active region 12 overlap, but the second A active region 130 and the second B active region 140 overlap. The orthographic image may be included in the orthographic image of the control electrode 60 (see FIG. 5A), may coincide with the orthographic image of the control electrode 60 (see FIG. 5B), or the control electrode 60. May protrude from the orthogonal projection image (see FIG. 5C).

以下、実施例1の複合型トランジスタの製造方法の概略を、図24A、図24B、図24C及び図24Dを参照して説明する。   Hereinafter, an outline of a method for manufacturing the composite transistor of Example 1 will be described with reference to FIGS. 24A, 24B, 24C, and 24D.

即ち、絶縁膜(図示せず)が形成されたシリコン半導体基板70の上に、CVD法に基づきMoS2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第2A活性領域130(第2A延在部131を含む)を得ることができる(図24A参照)。パターニングは、例えば、酸素プラズマエッチング法に基づき行うことができる。That is, after forming MoS 2 on the silicon semiconductor substrate 70 on which the insulating film (not shown) is formed based on the CVD method, the second A active region 130 (second A extension) is formed by patterning into a desired shape. (Including the existing portion 131) (see FIG. 24A). The patterning can be performed based on, for example, an oxygen plasma etching method.

次に、全面に第2層間絶縁層74を形成する。そして、第2層間絶縁層74の上に、CVD法に基づきWTe2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第2B活性領域140(第2B延在部141を含む)を得ることができる(図24B参照)。Next, a second interlayer insulating layer 74 is formed on the entire surface. Then, after forming WTe 2 on the second interlayer insulating layer 74 based on the CVD method, the second B active region 140 (including the second B extending portion 141) is obtained by patterning into a desired shape. (See FIG. 24B).

次に、全面に第2の絶縁層72を形成する。そして、第2の絶縁層72上に、CVD法に基づきWTe2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第1A活性領域110(第1A延在部111を含む)を得ることができる(図24C参照)。Next, a second insulating layer 72 is formed on the entire surface. Then, after forming WTe 2 on the second insulating layer 72 based on the CVD method, the first A active region 110 (including the first A extending portion 111) can be obtained by patterning into a desired shape. Yes (see FIG. 24C).

次に、全面に第1層間絶縁層73を形成する。そして、第1層間絶縁層73の上に、CVD法に基づきMoS2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第1B活性領域120(第1B延在部121を含む)を得ることができる(図24D参照)。Next, a first interlayer insulating layer 73 is formed on the entire surface. Then, after forming MoS 2 on the first interlayer insulating layer 73 based on the CVD method, the first B active region 120 (including the first B extending portion 121) is obtained by patterning into a desired shape. (See FIG. 24D).

次に、全面に絶縁層71を形成する。そして、絶縁層71の上に制御電極60を形成する。その後、全面に上層層間絶縁層75を形成し、第1A延在部111、第2A延在部131、並びに、第1B延在部121及び第2B延在部141のそれぞれ上方に位置する上層層間絶縁層75に開口部を形成し、これらの開口部を導電材料で埋め込むことで、上層層間絶縁層75の頂面に亙り、第1電極61、第2電極62、第3電極63を形成することができる(図3参照)。   Next, an insulating layer 71 is formed on the entire surface. Then, the control electrode 60 is formed on the insulating layer 71. Thereafter, an upper interlayer insulating layer 75 is formed on the entire surface, and the first A extension portion 111, the second A extension portion 131, and the upper layer interlayer located above the first B extension portion 121 and the second B extension portion 141, respectively. By forming openings in the insulating layer 75 and embedding these openings with a conductive material, the first electrode 61, the second electrode 62, and the third electrode 63 are formed over the top surface of the upper interlayer insulating layer 75. (See FIG. 3).

実施例1の複合型トランジスタにあっては、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタを構成する制御電極、第1活性領域及び第2活性領域とが重なっているので、1つの制御電極によって生成される電界(具体的には、垂直電界)に基づき、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタの駆動を制御することができ、一層の高密度化を実現することができるだけでなく、配線の単純化、これに伴う寄生容量の低減(即ち、低消費電力化)を達成することができる。また、第1活性領域及び第2活性領域、全体の厚さを極めて薄くすることができるので、段差を小さくすることができ、従来のプレーナプロセスを適用することが可能であるし、2つのトランジスタへの接続コンタクト加工も容易である。   In the composite transistor according to the first embodiment, the control electrode, the first active region, and the second active region constituting the first transistor and the second transistor overlap with each other, so that the composite transistor is generated by one control electrode. The driving of the first transistor and the second transistor can be controlled based on the electric field (specifically, the vertical electric field), and not only can higher density be realized, but also the wiring can be simplified. As a result, a reduction in parasitic capacitance (that is, lower power consumption) can be achieved. Further, since the total thickness of the first active region and the second active region can be extremely reduced, the step can be reduced, and a conventional planar process can be applied. It is easy to connect to the contact.

実施例1の複合型トランジスタの模式的な平面図を図6の右手に示し、従来のCMOS回路の模式的な平面図を図6の左手に示す。尚、図6において、制御電極(ゲート部)を明示するため、制御電極(ゲート部)に斜線を付した。最小加工寸法を「F」としたとき、従来のCMOS回路にあってはY方向に「9F」の長さ分だけ、CMOS回路が占める。一方、実施例1の複合型トランジスタにあってはY方向に「4F」の長さ分だけ、複合型トランジスタが占める。また、X方向において、従来のCMOS回路の占める長さを「1」としたとき、実施例1の複合型トランジスタにあっては占める長さは「1.5」である。それ故、実施例1の複合型トランジスタのフットプリントは、従来のCMOS回路のフットプリントと比較して、
(4/9)×1.5=0.66(倍)
となるし、ゲート密度は、
1/0.66=1.5(倍)
となる。即ち、一層の高密度化を実現することができる。しかも、トランジスタをスケーリングしていないので、トランジスタ特性のバラツキが増加することもない。
A schematic plan view of the composite transistor of Example 1 is shown on the right hand side of FIG. 6, and a schematic plan view of a conventional CMOS circuit is shown on the left hand side of FIG. In FIG. 6, the control electrode (gate portion) is hatched to clearly indicate the control electrode (gate portion). When the minimum processing dimension is “F”, in the conventional CMOS circuit, the CMOS circuit occupies the length of “9F” in the Y direction. On the other hand, in the composite transistor of Example 1, the composite transistor occupies the length of “4F” in the Y direction. In the X direction, when the length occupied by the conventional CMOS circuit is “1”, the length occupied by the composite transistor of the first embodiment is “1.5”. Therefore, the footprint of the composite transistor of Example 1 is compared with the footprint of the conventional CMOS circuit,
(4/9) × 1.5 = 0.66 (times)
And the gate density is
1 / 0.66 = 1.5 (times)
It becomes. That is, a higher density can be realized. Moreover, since the transistors are not scaled, variations in transistor characteristics do not increase.

実施例2は、実施例1の複合型トランジスタの変形であり、本開示の第2の構造を有する複合型トランジスタに関する。実施例2の複合型トランジスタの概念図を図7A、図7B及び図7Cに示し、実施例2の複合型トランジスタの模式的な一部断面図を図8Aに示す。尚、図7Aには、第1のトランジスタが導通状態(オン状態)にあり、第2のトランジスタが不導通状態(オフ状態)にある状態を示し、図7Bには、第1のトランジスタが導通状態(オン状態)から不導通状態(オフ状態)となり、第2のトランジスタが不導通状態(オフ状態)から導通状態(オン状態)となる状態を示し、図7Cには、第1のトランジスタが不導通状態(オフ状態)にあり、第2のトランジスタが導通状態(オン状態)にある状態を示す。   Example 2 is a modification of the composite transistor of Example 1, and relates to a composite transistor having the second structure of the present disclosure. 7A, 7B, and 7C are conceptual diagrams of the composite transistor of Example 2, and FIG. 8A is a schematic partial cross-sectional view of the composite transistor of Example 2. FIG. 7A shows a state in which the first transistor is in a conductive state (on state) and a second transistor is in a non-conductive state (off state). FIG. 7B shows a state in which the first transistor is conductive. FIG. 7C shows a state in which the second transistor is changed from a non-conductive state (off state) to a conductive state (on state) from the state (on state) to the non-conductive state (off state). The state is in a non-conduction state (off state) and the second transistor is in a conduction state (on state).

本開示の第2の構造を有する実施例2の複合型トランジスタにあっては、
重複領域において、第1活性領域11’は、第1A活性領域210、及び、第1A活性領域210と同一仮想平面に位置し、第1A活性領域210と対向する第1B活性領域220から成り、
第1A延在部211は、第1A活性領域210から延在し、
第1B延在部221は、第1B活性領域220から延在し、
重複領域において、第2活性領域12’は、第2A活性領域230、及び、第2A活性領域230と同一仮想平面に位置し、第2A活性領域230と対向する第2B活性領域240から成り、
第2A延在部231は、第2A活性領域230から延在し、
第2B延在部241は、第2B活性領域240から延在する。
In the composite transistor of Example 2 having the second structure of the present disclosure,
In the overlapping region, the first active region 11 ′ is composed of a first A active region 210 and a first B active region 220 that is located in the same virtual plane as the first A active region 210 and faces the first A active region 210,
The first A extending portion 211 extends from the first A active region 210,
The first B extension part 221 extends from the first B active region 220,
In the overlapping region, the second active region 12 ′ is composed of the second A active region 230 and the second B active region 240 that is located in the same virtual plane as the second A active region 230 and faces the second A active region 230.
The second A extension part 231 extends from the second A active region 230,
The second B extension part 241 extends from the second B active region 240.

そして、第1A活性領域210の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域220の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さく、
第2A活性領域230の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域240の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい。
The energy value E V-1A of the upper end of the valence band of the first A active region 210 and the energy value E C-1A of the lower end of the conduction band are respectively the upper end of the valence band of the first B active region 220. Smaller than each of the energy value E V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band,
The energy value E V-2A at the upper end of the valence band of the second A active region 230 and the energy value E C-2A at the lower end of the conduction band are respectively the energy at the upper end of the valence band of the second B active region 240. It is larger than the value E V-2B and the energy value E C-2B at the lower end of the conduction band.

ここで、実施例2の複合型トランジスタがオフ時、
C-1B>EC-1A>EV-1B>EV-1A
及び、
C-2A>EC-2B>EV-2A>EV-2B
を満足し、複合型トランジスタがオン時、
C-1B>EV-1B>EC-1A>EV-1A
及び、
C-2A>EV-2A>EC-2B>EV-2B
を満足する。
Here, when the composite transistor of Example 2 is off,
E C-1B > E C-1A > E V-1B > E V-1A
as well as,
E C-2A > E C-2B > E V-2A > E V-2B
When the composite transistor is on,
E C-1B > E V-1B > E C-1A > E V-1A
as well as,
E C-2A > E V-2A > E C-2B > E V-2B
Satisfied.

そして、第1活性領域11’と第2活性領域12’との間に第2の絶縁層72が設けられている。また、第1A活性領域210と第1B活性領域220との間に第1境界領域212が設けられており、第2A活性領域230と第2B活性領域240との間に第2境界領域232が設けられている。尚、図8Bに示すように、第1A活性領域210と第1B活性領域220とは接していてもよいし、第2A活性領域230と第2B活性領域240とは接していてもよい。   A second insulating layer 72 is provided between the first active region 11 'and the second active region 12'. In addition, a first boundary region 212 is provided between the first A active region 210 and the first B active region 220, and a second boundary region 232 is provided between the second A active region 230 and the second B active region 240. It has been. As shown in FIG. 8B, the first A active region 210 and the first B active region 220 may be in contact with each other, or the second A active region 230 and the second B active region 240 may be in contact with each other.

第1A活性領域210(第1A延在部211を含む)は、n型活性領域であり、具体的には、厚さ3nmのWTe2から成り、第1B活性領域220(第1B延在部221を含む)は、p型活性領域であり、具体的には、厚さ3nmのWTe2から成り、第2A活性領域230(第2A延在部231を含む)は、p型活性領域であり、具体的には、厚さ3nmのMoS2から成り、第2B活性領域240(第2B延在部241を含む)は、n型活性領域であり、具体的には、厚さ3nmのMoS2から成り、第1境界領域212は、イントリンシックな活性領域であり、具体的には、厚さ3nmのWTe2から成り、第2境界領域232も、イントリンシックな活性領域であり、具体的には、厚さ3nmのMoS2から成る。The first A active region 210 (including the first A extending portion 211) is an n-type active region, specifically, made of WTe 2 having a thickness of 3 nm, and the first B active region 220 (first B extending portion 221). Is a p-type active region, specifically, made of WTe 2 having a thickness of 3 nm, and the second A active region 230 (including the second A extending portion 231) is a p-type active region, Specifically, it is made of MoS 2 having a thickness of 3 nm, and the second B active region 240 (including the second B extending portion 241) is an n-type active region, specifically, made of MoS 2 having a thickness of 3 nm. The first boundary region 212 is an intrinsic active region, specifically, WTe 2 having a thickness of 3 nm, and the second boundary region 232 is also an intrinsic active region, specifically, And made of MoS 2 with a thickness of 3 nm.

実施例2の複合型トランジスタの製造方法の概略を、以下、説明する。   An outline of a method for manufacturing the composite transistor of Example 2 will be described below.

即ち、絶縁膜が形成されたシリコン半導体基板70の上に、CVD法に基づきMoS2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第2A活性領域230(第2A延在部231を含む)、第2B活性領域240(第2B延在部241を含む)、第2境界領域232となる領域、部分を得る。そして、化学ドーピング法に基づき、p型活性領域である第2A活性領域230(第2A延在部231を含む)を形成し、また、n型活性領域である第2B活性領域240(第2B延在部241を含む)を形成する。尚、化学ドーピング法を実行する際には、不所望の領域がドーピングされることを防止するためにマスク層を形成すればよい。That is, after forming MoS 2 on the silicon semiconductor substrate 70 on which the insulating film is formed based on the CVD method, the second A active region 230 (including the second A extending portion 231 is included) by patterning into a desired shape. ), The second B active region 240 (including the second B extending portion 241), and the region and the portion to be the second boundary region 232 are obtained. Then, based on the chemical doping method, the second A active region 230 (including the second A extending portion 231) that is a p-type active region is formed, and the second B active region 240 (second B extending) that is an n-type active region is formed. Present portion 241). Note that when the chemical doping method is performed, a mask layer may be formed in order to prevent an undesired region from being doped.

次に、全面に第2の絶縁層72を形成する。そして、第2の絶縁層72の上に、CVD法に基づきWTe2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第1A活性領域210(第1A延在部211を含む)、第1B活性領域220(第1B延在部221を含む)、第1境界領域212となる領域、部分を得る。その後、化学ドーピング法に基づき、n型活性領域である第1A活性領域210(第1A延在部211を含む)を形成し、また、p型活性領域である第1B活性領域220(第1B延在部221を含む)を形成する。Next, a second insulating layer 72 is formed on the entire surface. Then, WTe 2 is formed on the second insulating layer 72 based on the CVD method, and then patterned into a desired shape, whereby the first A active region 210 (including the first A extending portion 211), the first B An active region 220 (including the first B extending portion 221) and a region and a portion that become the first boundary region 212 are obtained. Thereafter, based on the chemical doping method, a first A active region 210 (including the first A extending portion 211) that is an n-type active region is formed, and a first B active region 220 (first B extension) that is a p-type active region is formed. Present portion 221).

次に、全面に絶縁層71を形成する。そして、絶縁層71の上に制御電極60を形成する。その後、全面に上層層間絶縁層75を形成し、第1A延在部211、第2A延在部231、並びに、第1B延在部221及び第2B延在部241のそれぞれ上方に位置する上層層間絶縁層75に開口部を形成し、これらの開口部を導電材料で埋め込むことで、上層層間絶縁層75の頂面に亙り、第1電極61、第2電極62、第3電極63を形成することができる。   Next, an insulating layer 71 is formed on the entire surface. Then, the control electrode 60 is formed on the insulating layer 71. Thereafter, an upper interlayer insulating layer 75 is formed on the entire surface, and the first interlayer extension 211, the second A extension 231 and the upper interlayers located above the first B extension 221 and the second B extension 241 respectively. By forming openings in the insulating layer 75 and embedding these openings with a conductive material, the first electrode 61, the second electrode 62, and the third electrode 63 are formed over the top surface of the upper interlayer insulating layer 75. be able to.

実施例3も、実施例1の複合型トランジスタの変形であるが、本開示の第3の構造を有する複合型トランジスタに関する。実施例3の複合型トランジスタの概念図を図9A、図9B及び図9Cに示し、実施例3の複合型トランジスタの模式的な一部断面図を図10に示す。尚、図9Aには、第1のトランジスタが導通状態(オン状態)にあり、第2のトランジスタが不導通状態(オフ状態)にある状態を示し、図9Bには、第1のトランジスタが導通状態(オン状態)から不導通状態(オフ状態)となり、第2のトランジスタが不導通状態(オフ状態)から導通状態(オン状態)となる状態を示し、図9Cには、第1のトランジスタが不導通状態(オフ状態)にあり、第2のトランジスタが導通状態(オン状態)にある状態を示す。   Example 3 is also a modification of the composite transistor of Example 1, but relates to a composite transistor having the third structure of the present disclosure. 9A, 9B, and 9C are conceptual diagrams of the composite transistor of Example 3, and FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of the composite transistor of Example 3. 9A shows a state where the first transistor is in a conductive state (on state) and a second transistor is in a non-conductive state (off state), and FIG. 9B shows a state in which the first transistor is conductive. FIG. 9C shows a state in which the second transistor is changed from a non-conductive state (off state) to a conductive state (on state) from the state (on state) to the non-conductive state (off state). The state is in a non-conduction state (off state) and the second transistor is in a conduction state (on state).

本開示の第3の構造を有する実施例3の複合型トランジスタにあっては、
重複領域において、第1活性領域11”は、第1チャネル形成領域310から成り、
第1A延在部311は、第1チャネル形成領域310の一端から延在し、
第1B延在部321は、第1チャネル形成領域310の他端から延在し、
重複領域において、第2活性領域12”は、第2チャネル形成領域330から成り、
第2A延在部331は、第2チャネル形成領域330の一端から延在し、
第2B延在部341は、第2チャネル形成領域330の他端から延在する。
In the composite transistor of Example 3 having the third structure of the present disclosure,
In the overlapping region, the first active region 11 ″ is composed of the first channel forming region 310,
The first A extension portion 311 extends from one end of the first channel formation region 310,
The first B extension part 321 extends from the other end of the first channel formation region 310,
In the overlapping region, the second active region 12 ″ is composed of the second channel forming region 330,
The second A extending portion 331 extends from one end of the second channel forming region 330,
The second B extending portion 341 extends from the other end of the second channel forming region 330.

そして、制御電極60に第1の電圧V1が印加されたとき、第1のトランジスタTR1は導通状態となり、第2のトランジスタTR2は不導通状態となり、制御電極60に、第1の電圧V1よりも高い第2の電圧V2(>V1)が印加されたとき、第2のトランジスタTR2は導通状態となり、第1のトランジスタTR1は不導通状態となる。ここで、実施例3の複合型トランジスタの動作は、従来の電界効果トランジスタの動作と、基本的には同じである。When the first voltage V 1 is applied to the control electrode 60, the first transistor TR 1 is in a conductive state, the second transistor TR 2 is in a non-conductive state, and the first voltage is applied to the control electrode 60. when the high second voltage V 2 than V 1 (> V 1) is applied, the second transistor TR 2 becomes conductive, the first transistor TR 1 becomes non-conductive state. Here, the operation of the composite transistor of Example 3 is basically the same as the operation of the conventional field effect transistor.

実施例3の複合型トランジスタにおいて、第1活性領域11”と第2活性領域12”との間に第2の絶縁層72が設けられている。実施例3の複合型トランジスタにおいて、第1活性領域11”(第1チャネル形成領域310)は、厚さ3nmのWTe2から成り、第2活性領域12”(第2チャネル形成領域330)は、厚さ3nmのMoS2から成る。また、第1A延在部311及び第1B延在部321は、p型不純物がドーピングされた厚さ3nmのWTe2から成り、第2A延在部331及び第2B延在部341は、n型不純物がドーピングされた厚さ3nmのMoS2から成る。In the composite transistor of Example 3, the second insulating layer 72 is provided between the first active region 11 "and the second active region 12". In the composite transistor of Example 3, the first active region 11 ″ (first channel forming region 310) is made of WTe 2 having a thickness of 3 nm, and the second active region 12 ″ (second channel forming region 330) is It consists of 3 nm thick MoS 2 . The first A extension part 311 and the first B extension part 321 are made of 3 nm thick WTe 2 doped with p-type impurities, and the second A extension part 331 and the second B extension part 341 are n-type. It consists of 3 nm thick MoS 2 doped with impurities.

実施例3の複合型トランジスタの製造方法の概略を、以下、説明する。   An outline of a method for manufacturing the composite transistor of Example 3 will be described below.

即ち、絶縁膜が形成されたシリコン半導体基板70の上に、CVD法に基づきMoS2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第2チャネル形成領域330、第2A延在部331及び第2B延在部341となる領域、部分を得る。そして、イオン注入法に基づき、n型不純物を含む第2A延在部331及び第2B延在部341を形成する。尚、イオン注入法を実行する際には、不所望の領域がイオン注入されることを防止するためにマスク層を形成すればよい。That is, after forming MoS 2 on the silicon semiconductor substrate 70 on which the insulating film is formed based on the CVD method, the second channel forming region 330, the second A extending portion 331, A region and a portion to be the second B extending portion 341 are obtained. Then, based on the ion implantation method, the second A extending portion 331 and the second B extending portion 341 containing n-type impurities are formed. When the ion implantation method is performed, a mask layer may be formed in order to prevent an undesired region from being ion implanted.

次に、全面に第2の絶縁層72を形成する。そして、第2の絶縁層72の上に、CVD法に基づきWTe2を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第1チャネル形成領域310、第1A延在部311及び第1B延在部321となる領域、部分を得る。その後、イオン注入法に基づき、p型不純物を含む第1A延在部311及び第1B延在部321を形成する。Next, a second insulating layer 72 is formed on the entire surface. Then, after forming WTe 2 on the second insulating layer 72 based on the CVD method, the first channel forming region 310, the first A extending portion 311 and the first B extending are formed by patterning into a desired shape. A region and a part to be the part 321 are obtained. Thereafter, the first A extending portion 311 and the first B extending portion 321 containing a p-type impurity are formed based on an ion implantation method.

次に、全面に絶縁層71を形成する。そして、絶縁層71の上に、制御電極60を形成する。その後、全面に上層層間絶縁層75を形成し、第1A延在部311、第2A延在部331、並びに、第1B延在部321及び第2B延在部341のそれぞれ上方に位置する上層層間絶縁層75に開口部を形成し、これらの開口部を導電材料で埋め込むことで、上層層間絶縁層75の頂面に亙り、第1電極61、第2電極62、第3電極63を形成することができる。   Next, an insulating layer 71 is formed on the entire surface. Then, the control electrode 60 is formed on the insulating layer 71. Thereafter, an upper interlayer insulating layer 75 is formed on the entire surface, and the first A extension portion 311, the second A extension portion 331, and the upper layer interlayer located above the first B extension portion 321 and the second B extension portion 341, respectively. By forming openings in the insulating layer 75 and embedding these openings with a conductive material, the first electrode 61, the second electrode 62, and the third electrode 63 are formed over the top surface of the upper interlayer insulating layer 75. be able to.

実施例4は、実施例1〜実施例3の変形であり、実施例1〜実施例3において説明した複合型トランジスタによって構成された論理回路に関する。   The fourth embodiment is a modification of the first to third embodiments, and relates to a logic circuit including the composite transistor described in the first to third embodiments.

実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路の等価回路図を図11Aに示し、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるNAND回路の構成要素の配置を模式的に図11B及び図11Cに示す。尚、図11B及び図11Cは、実際には重なっている。更には、実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路の概念的な一部断面図のそれぞれを、図12A、図12B及び図12Cに示す。ここで、図11Aに示す等価回路図は、実施例1の複合型トランジスタに基づいている。   FIG. 11A shows an equivalent circuit diagram of a NAND circuit formed on the basis of the composite transistor of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, and the arrangement of the components of the NAND circuit configured by the composite transistor of the first embodiment. Is schematically shown in FIGS. 11B and 11C. Note that FIG. 11B and FIG. 11C actually overlap. Furthermore, FIGS. 12A, 12B, and 12C respectively show conceptual partial cross-sectional views of NAND circuits formed based on the composite transistors of the first, second, and third embodiments. Here, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 11A is based on the composite transistor of the first embodiment.

NAND回路は4つのトランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4から構成されている。ここで、図示した例では、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2が、本開示の複合型トランジスタから構成されている。即ち、第1トランジスタTr1は第1のトランジスタTR1に相当し、第2トランジスタTr2は第2のトランジスタTR2に相当する。The NAND circuit is composed of four transistors Tr 1 , Tr 2 , Tr 3 , Tr 4 . Here, in the illustrated example, the first transistor Tr 1 and the second transistor Tr 2 are formed of the composite transistor of the present disclosure. That is, the first transistor Tr 1 corresponds to the first transistor TR 1 , and the second transistor Tr 2 corresponds to the second transistor TR 2 .

第1のトランジスタTR1(Tr1)は、制御電極601、第1活性領域111,11’1,11”1、第1A延在部1111,2111,3111及び第1B延在部1211,2211,3211から構成されている。また、第2のトランジスタTR2(Tr2)は、制御電極601、第2活性領域122,12’2,12”2、第2A延在部1312,2312,3312及び第2B延在部1412,2412,3412から構成されている。The first transistor TR 1 (Tr 1 ) includes a control electrode 60 1 , first active regions 11 1 , 11 ′ 1 , 11 ″ 1 , first A extending portions 111 1 , 211 1 , 311 1 and 1B extending. part 121 1, 221 1, and a 321 1. the second transistor TR 2 (Tr 2), the control electrode 60 1, the second active region 12 2, 12 '2, 12' 2, the 2A extending portions 131 2 , 231 2 , 331 2 and second B extending portions 141 2 , 241 2 , 341 2 are included.

更には、NAND回路を構成する第3トランジスタTr3は、実質的に、第1のトランジスタTR1から構成され、具体的には、制御電極602、第1活性領域113,11’3,11”3、第1A延在部1113,2113,3113及び第1B延在部1213,2213,3213から構成されている。また、NAND回路を構成する第4トランジスタTr4は、実質的に、第2のトランジスタTR2から構成され、具体的には、制御電極602、第2活性領域124,12’4,12”4、第2A延在部1314,2314,3314及び第2B延在部1414,2414,3414から構成されている。尚、第2A延在部1312と第2B延在部1414とは、接続部64を介して接続されている。Further, the third transistor Tr 3 constituting the NAND circuit is substantially constituted by the first transistor TR 1 , specifically, the control electrode 60 2 , the first active regions 11 3 , 11 ′ 3 , 11 ″ 3 , first A extending portions 111 3 , 211 3 , 311 3 and 1B extending portions 121 3 , 221 3 , 321 3. Further , the fourth transistor Tr 4 constituting the NAND circuit is The second transistor TR 2 is substantially composed of the control electrode 60 2 , the second active regions 12 4 , 12 ′ 4 , 12 ″ 4 , and the second A extending portions 131 4 , 231 4. , 331 4 and second B extending portions 141 4 , 241 4 , 341 4 . The second A extending portion 1312 and the second B extending portion 141 4 are connected via the connecting portion 64.

実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路を、4つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を図13に模式的に示す。尚、活性領域等の配置を示す図13、図14A、図14B、図17、図18A、図18B、図23A、図23Bにおいて、制御電極も併せて図示している。   FIG. 13 schematically shows the arrangement of active regions and the like when a NAND circuit formed on the basis of the composite transistor of Example 1 is cut at four levels of virtual planes. In FIG. 13, FIG. 14A, FIG. 14B, FIG. 17, FIG. 18A, FIG. 18B, FIG. 23A, and FIG.

ここで、図13において、上段には、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第1B活性領域1201,1203、及び、第1B延在部1211,1213、並びに、第1レベルの下の第2レベルに位置する第1A活性領域1101,1103、及び、第1A延在部1111,1113を示す。また、図13において、下段には、第2レベルの下の第3レベルに位置する第2B活性領域1402,1404、及び、第2B延在部1412,1414、並びに、第3レベルの下の最下層のレベル(第4レベル)に位置する第2A活性領域1302,1304、及び、第2A延在部1312,1314を示す。Here, in FIG. 13, in the upper stage, the first B active regions 120 1 and 120 3 positioned at the level closest to the control electrode (first level), the first B extending portions 121 1 and 121 3 , and The first A active regions 110 1 , 110 3 and the first A extending portions 111 1 , 111 3 located at the second level below the first level are shown. Further, in FIG. 13, the lower stage includes second B active regions 140 2 and 140 4 located at a third level below the second level, second B extending portions 141 2 and 141 4 , and a third level. The second A active regions 130 2 and 130 4 and the second A extending portions 131 2 and 131 4 located at the lowermost lower level (fourth level) are shown.

また、実施例2の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路を、2つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を図14Aに模式的に示す。図14Aにおいて、上段には、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第1A活性領域2101,2103、第1B活性領域2201,2203、第1A延在部211A1,211A3、及び、第1B延在部221B1,221B3を示す。また、図14Aにおいて、下段には、第1レベルの下の第2レベルに位置する第2A活性領域2302,2304、第2B活性領域2402,2404、第2A延在部231A2,231A4、及び、第2B延在部241B2,241B4を示す。Further, FIG. 14A schematically shows an arrangement of active regions and the like when a NAND circuit formed based on the composite transistor of Example 2 is cut at two levels of virtual planes. In FIG. 14A, in the upper part, the first A active regions 210 1 and 210 3 , the first B active regions 220 1 and 220 3 , the first A extending portions 211A 1 , which are located at the level closest to the control electrode (first level) are shown. 211A 3 and the first B extending portions 221B 1 and 221B 3 are shown. Further, in FIG. 14A, in the lower part, the second A active regions 230 2 and 230 4 , the second B active regions 240 2 and 240 4 , the second A extending portions 231A 2 , 231A 4 and the second B extending portions 241B 2 and 241B 4 are shown.

更には、実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNAND回路を、2つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を図14Bに模式的に示す。図14Bにおいて、上段には、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第1チャネル形成領域3101,3103、第1A延在部311A1,311A3、及び、第1B延在部321B1,321B3を示す。また、図14Bにおいて、下段には、第1レベルの下の第2レベルに位置する第2チャネル形成領域3302,3304、第2A延在部331A2,331A4、及び、第2B延在部341B2,341B4を示す。Furthermore, FIG. 14B schematically shows the arrangement of active regions and the like when a NAND circuit formed based on the composite transistor of Example 3 is cut at two levels of virtual planes. In FIG. 14B, in the upper stage, the first channel forming regions 310 1 and 310 3 , the first A extending portions 311A 1 and 311A 3 , and the first B extending at the level closest to the control electrode (first level). The parts 321B 1 and 321B 3 are shown. Further, in FIG. 14B, in the lower stage, the second channel forming regions 330 2 and 330 4 , the second A extending portions 331A 2 and 331A 4 , and the second B extending are located at the second level below the first level. The parts 341B 2 and 341B 4 are shown.

実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路の等価回路図を図15Aに示し、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるNOR回路の構成要素の配置を模式的に図15B及び図15Cに示す。尚、図15B及び図15Cは、実際には重なっている。更には、実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路の概念的な一部断面図のそれぞれを、図16A、図16B及び図16Cに示す。ここで、図15Aに示す等価回路図は、実施例1の複合型トランジスタに基づいている。   FIG. 15A shows an equivalent circuit diagram of a NOR circuit formed on the basis of the composite transistor of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. The arrangement of the components of the NOR circuit configured by the composite transistor of the first embodiment is shown in FIG. Is schematically shown in FIGS. 15B and 15C. Note that FIG. 15B and FIG. 15C actually overlap. Further, FIGS. 16A, 16B, and 16C respectively show conceptual partial cross-sectional views of the NOR circuit formed based on the composite transistors of the first, second, and third embodiments. Here, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 15A is based on the composite transistor of the first embodiment.

NOR回路も4つのトランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4から構成されている。ここで、図示した例では、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2が、本開示の複合型トランジスタから構成されている。即ち、第1トランジスタTr1は第1のトランジスタTR1に相当し、第2トランジスタTr2は第2のトランジスタTR2に相当する。The NOR circuit is also composed of four transistors Tr 1 , Tr 2 , Tr 3 , Tr 4 . Here, in the illustrated example, the first transistor Tr 1 and the second transistor Tr 2 are formed of the composite transistor of the present disclosure. That is, the first transistor Tr 1 corresponds to the first transistor TR 1 , and the second transistor Tr 2 corresponds to the second transistor TR 2 .

第1のトランジスタTR1(Tr1)は、制御電極601、第1活性領域111,11’1,11”1、第1A延在部1111,2111,3111及び第1B延在部1211,2211,3211から構成されている。また、第2のトランジスタTR2(Tr2)は、制御電極601、第2活性領域122,12’2,12”2、第2A延在部1312,2312,3312及び第2B延在部1412,2412,3412から構成されている。The first transistor TR 1 (Tr 1 ) includes a control electrode 60 1 , first active regions 11 1 , 11 ′ 1 , 11 ″ 1 , first A extending portions 111 1 , 211 1 , 311 1 and 1B extending. part 121 1, 221 1, and a 321 1. the second transistor TR 2 (Tr 2), the control electrode 60 1, the second active region 12 2, 12 '2, 12' 2, the 2A extending portions 131 2 , 231 2 , 331 2 and second B extending portions 141 2 , 241 2 , 341 2 are included.

更には、NOR回路を構成する第3トランジスタTr3は、実質的に、第1のトランジスタTR1から構成され、具体的には、制御電極602、第1活性領域113,11’3,11”3、第1A延在部1113,2113,3113及び第1B延在部1213,2213,3213から構成されている。また、NOR回路を構成する第4トランジスタTr4は、実質的に、第2のトランジスタTR2から構成され、具体的には、制御電極602、第2活性領域124,12’4,12”4、第2A延在部1314,2314,3314及び第2B延在部1414,2414,3414から構成されている。Further, the third transistor Tr 3 constituting the NOR circuit is substantially constituted by the first transistor TR 1 , specifically, the control electrode 60 2 , the first active regions 11 3 , 11 ′ 3 , 11 ″ 3 , first A extending portions 111 3 , 211 3 , 311 3, and 1B extending portions 121 3 , 221 3 , 321 3. The fourth transistor Tr 4 constituting the NOR circuit includes The second transistor TR 2 is substantially composed of the control electrode 60 2 , the second active regions 12 4 , 12 ′ 4 , 12 ″ 4 , and the second A extending portions 131 4 , 231 4. , 331 4 and second B extending portions 141 4 , 241 4 , 341 4 .

実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路を、4つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を図17に模式的に示す。   FIG. 17 schematically shows the arrangement of active regions and the like when the NOR circuit formed based on the composite transistor of Example 1 is cut along four levels of virtual planes.

ここで、図17において、上段には、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第1A活性領域1101,第1B活性領域1203、及び、第1A延在部1111,第1B延在部1213、並びに、第1レベルの下の第2レベルに位置する第1B活性領域1201,第1A活性領域1103、及び、第1B延在部1211,第1A延在部1113を示す。また、図17において、下段には、第2レベルの下の第3レベルに位置する第2B活性領域1402,1404、及び、第2B延在部1412,1414、並びに、第3レベルの下の最下層のレベル(第4レベル)に位置する第2A活性領域1302,1304、及び、第2A延在部1312,1314を示す。Here, in FIG. 17, in the upper stage, the first A active region 110 1 , the first B active region 120 3 , the first A extending portion 111 1 , the first level, which are located at the level closest to the control electrode (first level). 1B extending portion 121 3 , and first B active region 120 1 , first A active region 110 3 , and 1B extending portion 121 1 , 1A extending portion located at the second level below the first level 111 3 is shown. Further, in FIG. 17, in the lower part, the second B active regions 140 2 and 140 4 located at the third level below the second level, the second B extending portions 141 2 and 141 4 , and the third level are shown. The second A active regions 130 2 and 130 4 and the second A extending portions 131 2 and 131 4 located at the lowermost lower level (fourth level) are shown.

また、実施例2の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路を、2つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を図18Aに模式的に示す。図18Aにおいて、上段には、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第1A活性領域2101,2103、第1A延在部211A1,211A3、及び、第1B延在部221B1,221B3を示す。また、図18Aにおいて、下段には、第1レベルの下の第2レベルに位置する第2A活性領域2302,2304、第2A延在部231A2,231A4、及び、第2B延在部241B2,241B4を示す。FIG. 18A schematically shows the arrangement of active regions and the like when a NOR circuit formed based on the composite transistor of Example 2 is cut at two levels of virtual planes. In FIG. 18A, in the upper stage, the first A active regions 210 1 and 210 3 , the first A extending portions 211A 1 and 211A 3 , and the first B extending portions located at the level closest to the control electrode (first level) are shown. 221B 1 and 221B 3 are shown. Further, in FIG. 18A, in the lower stage, the second A active regions 230 2 and 230 4 , the second A extending portions 231A 2 and 231A 4 , and the second B extending portions located at the second level below the first level are shown. 241B 2 and 241B 4 are shown.

更には、実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるNOR回路を、2つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を図18Bに模式的に示す。図18Bにおいて、上段には、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第1チャネル形成領域3101,3103、第1A延在部311A1,311A3、及び、第1B延在部321B1,321B3を示す。また、図18Bにおいて、下段には、第1レベルの下の第2レベルに位置する第2チャネル形成領域3302,3304、第2A延在部331A2,331A4、及び、第2B延在部341B2,341B4を示す。Furthermore, FIG. 18B schematically shows the arrangement of active regions and the like when a NOR circuit formed based on the composite transistor of Example 3 is cut at two levels of virtual planes. In FIG. 18B, in the upper stage, the first channel forming regions 310 1 and 310 3 , the first A extending portions 311A 1 and 311A 3 , and the first B extending are located at the level closest to the control electrode (first level). The parts 321B 1 and 321B 3 are shown. Further, in FIG. 18B, in the lower stage, second channel forming regions 330 2 and 330 4 , second A extending portions 331A 2 and 331A 4 , and second B extending located at the second level below the first level are shown. The parts 341B 2 and 341B 4 are shown.

実施例1、実施例2及び実施例3の複合型トランジスタに基づき形成される8つのトランジスタから構成されるSRAM回路の等価回路図を図19に示し、実施例1の複合型トランジスタによって構成されるSRAM回路の構成要素の配置を模式的に図20A及び図20Bに示す。尚、図20Aにおいて上段に示したSRAM回路の構成要素と、図20Bにおいて上段に示したSRAM回路の構成要素とは、実際には重なっている。また、図20Aにおいて中段に示したSRAM回路の構成要素と、図20Bにおいて下段に示したSRAM回路の構成要素とは、実際には重なっている。更には、実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路の概念的な一部断面図を図21A及び図21Bに示す。また、実施例2の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路の概念的な一部断面図を図22A及び図22Bに示し、実施例3の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路の概念的な一部断面図を図22C及び図22Dに示す。ここで、図19に示す等価回路図は、実施例1の複合型トランジスタに基づいている。   FIG. 19 shows an equivalent circuit diagram of an SRAM circuit composed of eight transistors formed on the basis of the composite transistors of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. The arrangement of the components of the SRAM circuit is schematically shown in FIGS. 20A and 20B. Note that the SRAM circuit components shown in the upper part of FIG. 20A and the SRAM circuit elements shown in the upper part of FIG. 20B actually overlap each other. In addition, the constituent elements of the SRAM circuit shown in the middle stage in FIG. 20A and the constituent elements of the SRAM circuit shown in the lower stage in FIG. 20B actually overlap each other. Further, FIGS. 21A and 21B are conceptual partial cross-sectional views of an SRAM circuit formed based on the composite transistor of the first embodiment. Further, FIGS. 22A and 22B are conceptual partial cross-sectional views of the SRAM circuit formed based on the composite transistor of the second embodiment, and the conceptual diagram of the SRAM circuit formed based on the composite transistor of the third embodiment. A partial cross-sectional view is shown in FIGS. 22C and 22D. Here, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 19 is based on the composite transistor of the first embodiment.

実施例4におけるSRAM回路は、8つのトランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6,Tr7,Tr8から構成されている。このSRAM回路の回路構成、それ自体は周知であるので、詳細な説明は省略する。The SRAM circuit in the fourth embodiment includes eight transistors Tr 1 , Tr 2 , Tr 3 , Tr 4 , Tr 5 , Tr 6 , Tr 7 and Tr 8 . Since the circuit configuration of the SRAM circuit itself is well known, detailed description thereof is omitted.

ここで、トランジスタTr3の一端は接続部65’を介して書込み用ビット線WBLに接続され、トランジスタTr3の制御電極602’は書込み用ワード線WWLに接続されている。また、トランジスタTr6の一端は接続部65を介して書込み用ビット線WBLXに接続され、トランジスタTr6の制御電極602は書込み用ワード線WWLに接続されている。更には、トランジスタTr7の一端は接続部66を介して読出しビット線RBLに接続され、トランジスタTr7の制御電極604は読出し用ワード線RWLに接続されている。また、トランジスタTr8の制御電極603は第3電極63に接続され、トランジスタTr8の一端はトランジスタTr7の他端に接続され、トランジスタTr8の他端は接続部67を介して接地されている。Here, one end of the transistor Tr 3 is connected to the write bit line WBL via the connection portion 65 ′, and the control electrode 60 2 ′ of the transistor Tr 3 is connected to the write word line WWL. One end of the transistor Tr 6 is connected to the write bit line WBX via the connection portion 65, and the control electrode 60 2 of the transistor Tr 6 is connected to the write word line WWL. Furthermore, one end of the transistor Tr 7 is connected to the read bit line RBL via connection 66, the control electrode 60 and fourth transistors Tr 7 is connected to the read word line RWL. Further, the control electrode 60 3 of the transistor Tr 8 are connected to the third electrode 63, one end of the transistor Tr 8 is connected to the other end of the transistor Tr 7, the other end of the transistor Tr 8 is grounded via a connection 67 ing.

ここで、図示した例では、第4トランジスタTr4及び第5トランジスタTr5が、本開示の複合型トランジスタから構成されている。即ち、第4トランジスタTr4は第1のトランジスタTR1に相当し、第5トランジスタTr5は第2のトランジスタTR2に相当する。また、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2は、第3電極が備えられていない点を除き、本開示の複合型トランジスタと同じ構成、構造を有する。即ち、第1トランジスタTr1は第1のトランジスタTR1に相当し、第2トランジスタTr2は第2のトランジスタTR2に相当する。第1トランジスタTr1は、制御電極601’を備えており、第1電極61及び接続部Aに接続されている。第2トランジスタTr2は、制御電極601’を備えており、第2電極62及び接続部Aに接続されている。第3トランジスタTr3は、制御電極602’を備えており、接続部65’及び接続部Aに接続されている。Here, in the illustrated example, the fourth transistor Tr 4 and the fifth transistor Tr 5 are configured by the composite transistor of the present disclosure. That is, the fourth transistor Tr 4 corresponds to the first transistor TR 1 , and the fifth transistor Tr 5 corresponds to the second transistor TR 2 . The first transistor Tr 1 and the second transistor Tr 2 have the same configuration and structure as the composite transistor of the present disclosure except that the third electrode is not provided. That is, the first transistor Tr 1 corresponds to the first transistor TR 1 , and the second transistor Tr 2 corresponds to the second transistor TR 2 . The first transistor Tr 1 includes a control electrode 60 1 ′ and is connected to the first electrode 61 and the connection portion A. The second transistor Tr 2 includes a control electrode 60 1 ′ and is connected to the second electrode 62 and the connection portion A. The third transistor Tr 3 includes a control electrode 60 2 ′ and is connected to the connection portion 65 ′ and the connection portion A.

以下の説明においては、第4トランジスタTr4、第5トランジスタTr5、第6トランジスタTr6、第7トランジスタTr7、及び、第8トランジスタTr8について説明し、第1トランジスタTr1、第2トランジスタTr2、及び、第3トランジスタTr3についての説明は省略する。In the following description, the fourth transistor Tr 4 , the fifth transistor Tr 5 , the sixth transistor Tr 6 , the seventh transistor Tr 7 , and the eighth transistor Tr 8 will be described. The first transistor Tr 1 , the second transistor Description of Tr 2 and the third transistor Tr 3 is omitted.

第1のトランジスタTR1(第4トランジスタTr1)は、制御電極601、第1活性領域111,11’1,11”1、第1A延在部1114,2114,3114及び第1B延在部1214,2214,3214から構成されている。また、第2のトランジスタTR2(第5トランジスタTr5)は、制御電極601、第2活性領域125,12’5,12”5、第2A延在部1315,2315,3315及び第2B延在部1415,2415,3415から構成されている。The first transistor TR 1 (fourth transistor Tr 1 ) includes a control electrode 60 1 , first active regions 11 1 , 11 ′ 1 , 11 ″ 1 , first A extending portions 111 4 , 211 4 , 311 4 and 1B extending portions 121 4 , 221 4 , 321 4 , and the second transistor TR 2 (fifth transistor Tr 5 ) includes a control electrode 60 1 , second active regions 12 5 , 12 ′ 5. , 12 ″ 5 , second A extending portions 131 5 , 231 5 , 331 5, and second B extending portions 141 5 , 241 5 , 341 5 .

更には、第6トランジスタTr6は、実質的に、第2のトランジスタTR2から構成され、具体的には、制御電極602、第1活性領域126,12’6,12”6、第2A延在部1316,2316,3316及び第2B延在部1416,2416,3416から構成されている。Furthermore, the sixth transistor Tr 6 is substantially composed of the second transistor TR 2 , specifically, the control electrode 60 2 , the first active regions 12 6 , 12 ′ 6 , 12 ″ 6 , 2A extending portions 131 6 , 231 6 , 331 6 and 2B extending portions 141 6 , 241 6 , 341 6 are included.

第7トランジスタTr7も、実質的に、第2のトランジスタTR2から構成され、具体的には、制御電極604、第1活性領域127,12’7,12”7、第2A延在部1317,2317,3317及び第2B延在部1417,2417,3417から構成されている。The seventh transistor Tr 7 is also substantially composed of the second transistor TR 2 , specifically, the control electrode 60 4 , the first active regions 12 7 , 12 ′ 7 , 12 ″ 7 , and the second A extension. It is composed of parts 131 7 , 231 7 , 331 7 and second B extending parts 141 7 , 241 7 , 341 7 .

第8トランジスタTr8も、実質的に、第2のトランジスタTR2から構成され、具体的には、制御電極604、第1活性領域128,12’8,12”8、第2A延在部1318,2318,3318及び第2B延在部1418,2418,3418から構成されている。第8トランジスタTr8を構成する第2B延在部1418と第7トランジスタTr7を構成する第2A延在部1317とは、接続部68を介して接続されている。The eighth transistor Tr 8 is also substantially composed of the second transistor TR 2 , specifically, the control electrode 60 4 , the first active regions 12 8 , 12 ′ 8 , 12 ″ 8 , and the second A extension. part 131 8, 231 8, 331 8 and being constructed from a 2B extending portion 141 8, 241 8, 341 8. the 2B extending portion 141 8 constituting the eighth transistor Tr 8 and the seventh transistor Tr 7 and the 2A extending portion 131 7 constituting the are connected via a connecting portion 68.

実施例1の複合型トランジスタに基づき形成されるSRAM回路を、4つのレベル及び1つのレベルの仮想平面で切断したときの活性領域等の配置を図23A及び図23Bに模式的に示す。図23Aにおいて、上段には、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第1B活性領域1204、及び、第1B延在部1214、並びに、第1レベルの下の第2レベルに位置する第1A活性領域1104、及び、第1A延在部1114を示す。更には、図23Aにおいて、下段には、第2レベルの下の第3レベルに位置する第2B活性領域1405,1406、及び、第2B延在部1415,1416、並びに、第3レベルの下の最下層のレベル(第4レベル)に位置する第2A活性領域1305,1306、及び、第2A延在部1315,1316を示す。23A and 23B schematically show the arrangement of active regions and the like when the SRAM circuit formed based on the composite transistor of Example 1 is cut at four levels and one level of virtual plane. In FIG. 23A, in the upper stage, the first B active region 120 4 and the first B extending portion 121 4 located at the level closest to the control electrode (first level), and the second level below the first level are shown. The first A active region 110 4 and the first A extending portion 111 4 are shown. Furthermore, in FIG. 23A, the lower stage includes second B active regions 140 5 , 140 6 located at a third level below the second level, second B extending portions 141 5 , 141 6 , and third the 2A active region 130 5, 130 6 located lowermost level below the level (fourth level), and shows a first 2A extending portion 131 5, 131 6.

また、図23Bにおいては、最も制御電極に近いレベル(第1レベル)に位置する第2B活性領域1407,1408、及び、第2B延在部1417,1418、並びに、第1レベルの下の第2レベルに位置する第2A活性領域1307,1308、及び、第2A延在部1317,1318を示す。In FIG. 23B, the second B active regions 140 7 and 140 8 located at the level closest to the control electrode (first level), the second B extending portions 141 7 and 141 8 , and the first level the 2A active region 130 7, 130 8 located in the second level below, and shows a first 2A extending portion 131 7, 131 8.

以上、本開示の複合型トランジスタを好ましい実施例に基づき説明したが、本開示の複合型トランジスタの構成、構造、構成材料、製造方法等は、実施例に限定されるものではなく、適宜、変更することができる。また、実施例において説明した本開示の複合型トランジスタの各種適用例も例示であり、他の回路例に適用することができることは云うまでもない。   The composite transistor of the present disclosure has been described based on the preferred embodiments. However, the configuration, structure, constituent material, manufacturing method, and the like of the composite transistor of the present disclosure are not limited to the embodiments, and may be changed as appropriate. can do. Further, various application examples of the composite transistor of the present disclosure described in the embodiments are also examples, and needless to say, the present invention can be applied to other circuit examples.

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[A01]《複合型トランジスタ》
重複領域において、第1活性領域、第2活性領域及び制御電極が重なっており、
第1電極、第2電極及び第3電極を備えており、
制御電極と、制御電極に隣接した第1活性領域及び第2活性領域のいずれか一方との間には、絶縁層が設けられており、
第1活性領域の一端から延在する第1A延在部、第1活性領域の他端から延在する第1B延在部、第2活性領域の一端から延在する第2A延在部、及び、第2活性領域の他端から延在する第2B延在部を備えており、
第1電極は、第1A延在部に接続されており、
第2電極は、第2A延在部に接続されており、
第3電極は、第1B延在部及び第2B延在部に接続されており、
制御電極、第1活性領域、第1A延在部及び第1B延在部から第1のトランジスタが構成され、
制御電極、第2活性領域、第2A延在部及び第2B延在部から第2のトランジスタが構成されている複合型トランジスタ。
[A02]第1電極には、第2電極よりも高い電圧が印加され、
制御電極に第1の電圧が印加されたとき、第1のトランジスタは導通状態となり、第2のトランジスタは不導通状態となり、
制御電極に、第1の電圧よりも高い第2の電圧が印加されたとき、第2のトランジスタは導通状態となり、第1のトランジスタは不導通状態となる[A01]に記載の複合型トランジスタ。
[A03]第1活性領域及び第2活性領域は、2次元材料又はグラフェンから構成されている[A01]又は[A02]に記載の複合型トランジスタ。
[A04]《複合型トランジスタ:第1の構造》
重複領域において、第1活性領域は、第1A活性領域、及び、第1A活性領域と重なった第1B活性領域から成り、
第1A延在部は、第1A活性領域から延在し、
第1B延在部は、第1B活性領域から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2A活性領域、及び、第2A活性領域と重なった第2B活性領域から成り、
第2A延在部は、第2A活性領域から延在し、
第2B延在部は、第2B活性領域から延在し、
第1A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さく、
第2A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の複合型トランジスタ。
[A05]第1活性領域と第2活性領域との間には、第2の絶縁層が設けられている[A04]に記載の複合型トランジスタ。
[A06]第1A活性領域と第1B活性領域との間には第1層間絶縁層が設けられており、
第2A活性領域と第2B活性領域との間には第2層間絶縁層が設けられている[A05]に記載の複合型トランジスタ。
[A07]《複合型トランジスタ:第2の構造》
重複領域において、第1活性領域は、第1A活性領域、及び、第1A活性領域と同一仮想平面に位置し、第1A活性領域と対向する第1B活性領域から成り、
第1A延在部は、第1A活性領域から延在し、
第1B延在部は、第1B活性領域から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2A活性領域、及び、第2A活性領域と同一仮想平面に位置し、第2A活性領域と対向する第2B活性領域から成り、
第2A延在部は、第2A活性領域から延在し、
第2B延在部は、第2B活性領域から延在し、
第1A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さく、
第2A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の複合型トランジスタ。
[A08]第1活性領域と第2活性領域との間には、第2の絶縁層が設けられている[A07]に記載の複合型トランジスタ。
[A09]《複合型トランジスタ:第3の構造》
重複領域において、第1活性領域は、第1チャネル形成領域から成り、
第1A延在部は、第1チャネル形成領域の一端から延在し、
第1B延在部は、第1チャネル形成領域の他端から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2チャネル形成領域から成り、
第2A延在部は、第2チャネル形成領域の一端から延在し、
第2B延在部は、第2チャネル形成領域の他端から延在し、
制御電極に第1の電圧が印加されたとき、第1のトランジスタは導通状態となり、第2のトランジスタは不導通状態となり、
制御電極に、第1の電圧よりも高い第2の電圧が印加されたとき、第2のトランジスタは導通状態となり、第1のトランジスタは不導通状態となる[A01]に記載の複合型トランジスタ。
[A10]第1活性領域と第2活性領域との間には、第2の絶縁層が設けられている[A09]に記載の複合型トランジスタ。
[A11]第1活性領域及び第2活性領域は、2次元材料又はグラフェンから構成されている[A09]又は[A10]に記載の複合型トランジスタ。
In addition, this indication can also take the following structures.
[A01] << Composite transistor >>
In the overlapping region, the first active region, the second active region and the control electrode overlap,
A first electrode, a second electrode and a third electrode;
An insulating layer is provided between the control electrode and one of the first active region and the second active region adjacent to the control electrode,
A first A extending portion extending from one end of the first active region, a first B extending portion extending from the other end of the first active region, a second A extending portion extending from one end of the second active region, and A second B extending portion extending from the other end of the second active region,
The first electrode is connected to the first A extending portion,
The second electrode is connected to the second A extension,
The third electrode is connected to the first B extension part and the second B extension part,
The control transistor, the first active region, the first A extension portion and the first B extension portion constitute a first transistor,
A composite transistor in which a second transistor is composed of a control electrode, a second active region, a second A extending portion, and a second B extending portion.
[A02] A voltage higher than that of the second electrode is applied to the first electrode,
When the first voltage is applied to the control electrode, the first transistor becomes conductive, the second transistor becomes non-conductive,
The composite transistor according to [A01], wherein when the second voltage higher than the first voltage is applied to the control electrode, the second transistor is turned on and the first transistor is turned off.
[A03] The composite transistor according to [A01] or [A02], in which the first active region and the second active region are made of a two-dimensional material or graphene.
[A04] << Composite transistor: first structure >>
In the overlapping region, the first active region is composed of the first A active region and the 1B active region overlapping the first A active region,
The 1A extension extends from the 1A active region,
The 1B extension extends from the 1B active region,
In the overlapping region, the second active region is composed of a second A active region and a second B active region overlapping the second A active region,
The second A extension extends from the second A active region;
The second B extending portion extends from the second B active region,
The energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1A active region and the energy value E C-1A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1B active region. Smaller than each of V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band,
The energy value E V-2A at the upper end of the valence band in the 2A active region and the energy value E C-2A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E at the upper end of the valence band in the 2B active region. The composite transistor according to any one of [A01] to [A03], which is larger than each of V-2B and the energy value E C-2B of the lower end of the conduction band.
[A05] The composite transistor according to [A04], in which a second insulating layer is provided between the first active region and the second active region.
[A06] A first interlayer insulating layer is provided between the first A active region and the first B active region,
The composite transistor according to [A05], in which a second interlayer insulating layer is provided between the second A active region and the second B active region.
[A07] << Composite transistor: second structure >>
In the overlapping region, the first active region is composed of a first A active region and a first B active region located in the same virtual plane as the first A active region and facing the first A active region,
The 1A extension extends from the 1A active region,
The 1B extension extends from the 1B active region,
In the overlapping region, the second active region is composed of the second A active region and the second B active region located in the same virtual plane as the second A active region and facing the second A active region,
The second A extension extends from the second A active region;
The second B extending portion extends from the second B active region,
The energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1A active region and the energy value E C-1A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1B active region. Smaller than each of V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band,
The energy value E V-2A at the upper end of the valence band in the 2A active region and the energy value E C-2A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E at the upper end of the valence band in the 2B active region. The composite transistor according to any one of [A01] to [A03], which is larger than each of V-2B and the energy value E C-2B of the lower end of the conduction band.
[A08] The composite transistor according to [A07], in which a second insulating layer is provided between the first active region and the second active region.
[A09] << Composite Transistor: Third Structure >>
In the overlapping region, the first active region comprises a first channel formation region,
The first A extending portion extends from one end of the first channel forming region,
The first B extension portion extends from the other end of the first channel formation region,
In the overlapping region, the second active region comprises a second channel forming region,
The second A extension portion extends from one end of the second channel formation region,
The second B extension portion extends from the other end of the second channel formation region,
When the first voltage is applied to the control electrode, the first transistor becomes conductive, the second transistor becomes non-conductive,
The composite transistor according to [A01], wherein when the second voltage higher than the first voltage is applied to the control electrode, the second transistor is turned on and the first transistor is turned off.
[A10] The composite transistor according to [A09], in which a second insulating layer is provided between the first active region and the second active region.
[A11] The composite transistor according to [A09] or [A10], in which the first active region and the second active region are made of a two-dimensional material or graphene.

11,11’,11”・・・第1活性領域、12,12’,12”・・・第2活性領域、60,60’・・・制御電極、61・・・第1電極、62・・・第2電極、63・・・第3電極、64,65,65’,66,67,68・・・接続部、70・・・シリコン半導体基板、71・・・絶縁層、72・・・第2の絶縁層、73・・・第1層間絶縁層(第1境界領域)、74・・・第2層間絶縁層(第2境界領域)、75・・・上部層間絶縁層、110,210・・・第1A活性領域、120,220・・・第1B活性領域、130,230・・・第2A活性領域、140,240・・・第2B活性領域、310・・・第1チャネル形成領域、330・・・第2チャネル形成領域、111,211,311・・・第1A延在部、121,221,321・・・第1B延在部、131,231,331・・・第2A延在部、141,241,341・・・第2B延在部、212・・・第1境界領域、232・・・第2境界領域、TR1・・・第1のトランジスタ、TR2・・・第2のトランジスタ11, 11 ', 11 "... 1st active region, 12, 12', 12" ... 2nd active region, 60, 60 '... Control electrode, 61 ... 1st electrode, 62. .. Second electrode, 63... Third electrode, 64, 65, 65 ′, 66, 67, 68... Connection part, 70... Silicon semiconductor substrate, 71. Second insulating layer 73 ... first interlayer insulating layer (first boundary region), 74 ... second interlayer insulating layer (second boundary region), 75 ... upper interlayer insulating layer 110, 210... 1A active region, 120 and 220... 1B active region, 130 and 230... 2A active region, 140 and 240... 2B active region, 310. Region, 330... Second channel formation region, 111, 211, 311... 1A extension portion, 121, 221, 3 21... 1B extension part, 131, 231, 331... 2A extension part, 141, 241 and 341... 2B extension part, 212. Second boundary region, TR 1 ... first transistor, TR 2 ... second transistor

Claims (11)

重複領域において、第1活性領域、第2活性領域及び制御電極が重なっており、
第1電極、第2電極及び第3電極を備えており、
制御電極と、制御電極に隣接した第1活性領域及び第2活性領域のいずれか一方との間には、絶縁層が設けられており、
第1活性領域の一端から延在する第1A延在部、第1活性領域の他端から延在する第1B延在部、第2活性領域の一端から延在する第2A延在部、及び、第2活性領域の他端から延在する第2B延在部を備えており、
第1電極は、第1A延在部に接続されており、
第2電極は、第2A延在部に接続されており、
第3電極は、第1B延在部及び第2B延在部に接続されており、
制御電極、第1活性領域、第1A延在部及び第1B延在部から第1のトランジスタが構成され、
制御電極、第2活性領域、第2A延在部及び第2B延在部から第2のトランジスタが構成されている複合型トランジスタ。
In the overlapping region, the first active region, the second active region and the control electrode overlap,
A first electrode, a second electrode and a third electrode;
An insulating layer is provided between the control electrode and one of the first active region and the second active region adjacent to the control electrode,
A first A extending portion extending from one end of the first active region, a first B extending portion extending from the other end of the first active region, a second A extending portion extending from one end of the second active region, and A second B extending portion extending from the other end of the second active region,
The first electrode is connected to the first A extending portion,
The second electrode is connected to the second A extension,
The third electrode is connected to the first B extension part and the second B extension part,
The control transistor, the first active region, the first A extension portion and the first B extension portion constitute a first transistor,
A composite transistor in which a second transistor is composed of a control electrode, a second active region, a second A extending portion, and a second B extending portion.
第1電極には、第2電極よりも高い電圧が印加され、
制御電極に第1の電圧が印加されたとき、第1のトランジスタは導通状態となり、第2のトランジスタは不導通状態となり、
制御電極に、第1の電圧よりも高い第2の電圧が印加されたとき、第2のトランジスタは導通状態となり、第1のトランジスタは不導通状態となる請求項1に記載の複合型トランジスタ。
A voltage higher than that of the second electrode is applied to the first electrode,
When the first voltage is applied to the control electrode, the first transistor becomes conductive, the second transistor becomes non-conductive,
2. The composite transistor according to claim 1, wherein when a second voltage higher than the first voltage is applied to the control electrode, the second transistor is turned on and the first transistor is turned off.
第1活性領域及び第2活性領域は、2次元材料又はグラフェンから構成されている請求項1に記載の複合型トランジスタ。   The composite transistor according to claim 1, wherein the first active region and the second active region are made of a two-dimensional material or graphene. 重複領域において、第1活性領域は、第1A活性領域、及び、第1A活性領域と重なった第1B活性領域から成り、
第1A延在部は、第1A活性領域から延在し、
第1B延在部は、第1B活性領域から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2A活性領域、及び、第2A活性領域と重なった第2B活性領域から成り、
第2A延在部は、第2A活性領域から延在し、
第2B延在部は、第2B活性領域から延在し、
第1A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さく、
第2A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい請求項1に記載の複合型トランジスタ。
In the overlapping region, the first active region is composed of the first A active region and the 1B active region overlapping the first A active region,
The 1A extension extends from the 1A active region,
The 1B extension extends from the 1B active region,
In the overlapping region, the second active region is composed of a second A active region and a second B active region overlapping the second A active region,
The second A extension extends from the second A active region;
The second B extending portion extends from the second B active region,
The energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1A active region and the energy value E C-1A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1B active region. Smaller than each of V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band,
The energy value E V-2A at the upper end of the valence band in the 2A active region and the energy value E C-2A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E at the upper end of the valence band in the 2B active region. 2. The composite transistor according to claim 1, wherein the composite transistor is larger than each of V-2B and the energy value E C-2B of the lower end of the conduction band.
第1活性領域と第2活性領域との間には、第2の絶縁層が設けられている請求項4に記載の複合型トランジスタ。   The composite transistor according to claim 4, wherein a second insulating layer is provided between the first active region and the second active region. 第1A活性領域と第1B活性領域との間には第1層間絶縁層が設けられており、
第2A活性領域と第2B活性領域との間には第2層間絶縁層が設けられている請求項5に記載の複合型トランジスタ。
A first interlayer insulating layer is provided between the first A active region and the first B active region,
6. The composite transistor according to claim 5, wherein a second interlayer insulating layer is provided between the second A active region and the second B active region.
重複領域において、第1活性領域は、第1A活性領域、及び、第1A活性領域と同一仮想平面に位置し、第1A活性領域と対向する第1B活性領域から成り、
第1A延在部は、第1A活性領域から延在し、
第1B延在部は、第1B活性領域から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2A活性領域、及び、第2A活性領域と同一仮想平面に位置し、第2A活性領域と対向する第2B活性領域から成り、
第2A延在部は、第2A活性領域から延在し、
第2B延在部は、第2B活性領域から延在し、
第1A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Aのそれぞれは、第1B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-1B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-1Bのそれぞれよりも小さく、
第2A活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2A及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Aのそれぞれは、第2B活性領域の価電子帯の上端のエネルギーの値EV-2B及び伝導帯の下端のエネルギーの値EC-2Bのそれぞれよりも大きい請求項1に記載の複合型トランジスタ。
In the overlapping region, the first active region is composed of a first A active region and a first B active region located in the same virtual plane as the first A active region and facing the first A active region,
The 1A extension extends from the 1A active region,
The 1B extension extends from the 1B active region,
In the overlapping region, the second active region is composed of the second A active region and the second B active region located in the same virtual plane as the second A active region and facing the second A active region,
The second A extension extends from the second A active region;
The second B extending portion extends from the second B active region,
The energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1A active region and the energy value E C-1A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E V-1A at the upper end of the valence band in the 1B active region. Smaller than each of V-1B and the energy value E C-1B at the lower end of the conduction band,
The energy value E V-2A at the upper end of the valence band in the 2A active region and the energy value E C-2A at the lower end of the conduction band are respectively the energy value E at the upper end of the valence band in the 2B active region. 2. The composite transistor according to claim 1, wherein the composite transistor is larger than each of V-2B and the energy value E C-2B of the lower end of the conduction band.
第1活性領域と第2活性領域との間には、第2の絶縁層が設けられている請求項7に記載の複合型トランジスタ。   The composite transistor according to claim 7, wherein a second insulating layer is provided between the first active region and the second active region. 重複領域において、第1活性領域は、第1チャネル形成領域から成り、
第1A延在部は、第1チャネル形成領域の一端から延在し、
第1B延在部は、第1チャネル形成領域の他端から延在し、
重複領域において、第2活性領域は、第2チャネル形成領域から成り、
第2A延在部は、第2チャネル形成領域の一端から延在し、
第2B延在部は、第2チャネル形成領域の他端から延在し、
制御電極に第1の電圧が印加されたとき、第1のトランジスタは導通状態となり、第2のトランジスタは不導通状態となり、
制御電極に、第1の電圧よりも高い第2の電圧が印加されたとき、第2のトランジスタは導通状態となり、第1のトランジスタは不導通状態となる請求項1に記載の複合型トランジスタ。
In the overlapping region, the first active region comprises a first channel formation region,
The first A extending portion extends from one end of the first channel forming region,
The first B extension portion extends from the other end of the first channel formation region,
In the overlapping region, the second active region comprises a second channel forming region,
The second A extension portion extends from one end of the second channel formation region,
The second B extension portion extends from the other end of the second channel formation region,
When the first voltage is applied to the control electrode, the first transistor becomes conductive, the second transistor becomes non-conductive,
2. The composite transistor according to claim 1, wherein when a second voltage higher than the first voltage is applied to the control electrode, the second transistor is turned on and the first transistor is turned off.
第1活性領域と第2活性領域との間には、第2の絶縁層が設けられている請求項9に記載の複合型トランジスタ。   The composite transistor according to claim 9, wherein a second insulating layer is provided between the first active region and the second active region. 第1活性領域及び第2活性領域は、2次元材料又はグラフェンから構成されている請求項9に記載の複合型トランジスタ。   The composite transistor according to claim 9, wherein the first active region and the second active region are made of a two-dimensional material or graphene.
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